РГР 3. Расчет рассеивания от стационарных источников

 

Теоретическая часть

Распространение в атмосфере промышленных выбросов подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние атмосферы, расположение предприятий и источников выбросов, характер местности, физические и химические свойства выбрасываемых веществ, высота источника, диаметр устья выброса. Горизонтальное перемещение примесей определяется в основном скоростью ветра, а вертикальное– распределением температур в вертикальном направлении.

По мере удаления от трубы высотой более 50 м в направлении распространения выбросов условно выделяют следующие зоны загрязнения атмосферы: неорганизованное загрязнение; переброс факела выброса, характеризующийся относительно невысоким содержанием вредных веществ в приземном слое атмосферы; задымление с максимальным содержанием загрязняющих

веществ; постепенное снижение уровня загрязнения.

Зона задымления является наиболее опасной для населения, проживающего вблизи источника выброса.

 

Расчетная часть

Цель работы:определение рассеивания концентраций вредных веществ, содержащихся в выбросах стационарных источников

Задание: рассчитать содержание вредных веществ при удалении от источников выбросов (табл. 1.2) и построить график зависимости изменения содержания в зависимости от расстояния.

1. Определяют по формуле (1.46) расстояние Х_м (м) от источника, на котором при неблагоприятных метеорологических условиях достигается максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м, (мг/м³):

 

Х_м = (5 - F)dH / 4, (1.45)

где F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; d – безразмерный коэффициент; Н – высота источника выброса над уровнем земли, м.

2. Значение безразмерного коэффициента F принимают:

а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) -– 1;

б) для крупнодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п.) при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % – 2; от 75 до 90 % – 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки – 3.

При выборе коэффициента F для крупнодисперсных аэрозолей коэффициент очистки выбросов определяет студент.

4. Значения параметров f; V_м; V_м¢ и f_е определяют по формулам:

f = 1000w₀²D / H²Dt; (1.46)

 

Vм = 0,65 ³Ö (V_iDt / H); (1.47)

 

 

Т а б л и ц а 1.2

Характеристика источников выброса

 

	Характеристика источника, м	Параметры пылегазовоздушной среды в устье источника
Высота Н	Дли-на L	Ширина b	Диа-метр D	Скорость w0, м/с	Загрязняющие вещества	Расчетн. концен-трация См, мг/м3
		-	-	0,42	14,66	Пыль зерновая	16,2
		-	-	0,32	10,45	Пыль сахарная	25,0
		-	-	0,45	7,23	Пыль мучная	33,4
		-	-	0,45	12,06	Пыль сухого молока	19,1
		1,48	0,40	-	11,49	Углерода оксид	9,0
						Азота диоксид	6,1
		-	-	0,25	1,20	Пыль металлич.
						абразивная с содерж. диоксида
						кремния 70-20 %	7,0
		0,40	0,45	-	15,32	Пыль органическая	56,6
		0,20	0,20	-	13,28	Марганца диоксид	1,4
		-	-	0,30	3,60	Серная кислота
						(аэрозоль)	1,7
		-	-	0,50	3,50	Натрия гидроксид
						(аэрозоль)	0,75
		-	-	0,45	10,50	Аммиак	30,0
		-	-	0,30	11,20	Сероводород	1,5
		-	-	0,32	8,30	Метан	10,2
		-	-	0,25	9,36	Метилмеркаптан	5,5
		0,45	0,45	-	3,45	Формальдегид	5,5
О к о н ч а н и е т а б л 1.2
		0,40	0,45	-	9,20	Диоксид серы	18,2
		-	-	0,50	3,20	Сажа	32,0
		0,50	0,30	-	6,40	Винилацетат	86,0
		-	-	0,60	4,80	Пропанол	69,5
		-	-	0,50	6,50	Фреон ХФУ-12	80,5
		0,6	0,4	-	8,70	Этанол	90,8
		-	-	0,60	1,30	Уксусная кислота
				0,3	0,8	Пары парафина
				0.4	1,4	Фенол	12,5
				0,4	2,5	Метилэтилкетон	22,5
				0,3	1,8	Метиламин	10,8
				0,46	1,7	Уксусный альдегид	10,9
		0,5	0,5	-	2,4	Ацетон	52,2
				0,5	1,9	Масляная кис-лота	10,5
				0,4	2,9	Фурфурол	1,9

Для расчетов величину Δ t принять равной:

для вариантов 1-15 - 0 ˚С,

для вариантов 16-30 – 20 ˚С.

V_м¢ = 1,3w₀D / H; (1.48)

 

f_е = 800(V_м¢)³. (1.49)

4. Безразмерный коэффициент d в зависимости от параметров f и V_м находят по формулам:

d = 2,48(1 + 0,28 ³Ö f_е) при V_м £ 0,5 и при f < 10; (1.50)

 

d = 4,95 V_м (1 + 0,28 ³Öf) при 0,5 < V_м £ 2; (1.51)

 

d = 7 ³ÖV_м (1 + 0,28 ³Öf) при V_м > 2. (1.52)

При f > 100 или t» 0 значение d находят по формулам:

d = 5,7 при V_м.¢ £ 0,5;

d = 11,4V_м ¢ при 0,5 < V_м¢ £ 2;

d = 16ÖV_м ¢ при Vм > 2.

 

6. Концентрацию С (мг/м³) на расстоянии Х от источника выброса вычисляют по формуле

С = S₂ C_м + С_ф, (1.53)

где S₂ – безразмерный коэффициент; C_м – максимальная концентрация, полученная расчетным путем (мг/м³) (табл.1.4); С_ф – фоновая концентрация, равная 0,3ПДК_м.р значение ПДК_м.р определяют по справочным данным [ 2 ].

Для получения картины рассеивания рассчитывают концентрации С на расстоянии от 50 до 1000 м от источника, причем на расстоянии до 500 м значение Х принимают с интервалом в 50 м, а на расстоянии 500-1000 м – с интервалом 100 м.

Коэффициент S₂ определяют по формулам (1.54-1.57), в зависимости от Х / Х_м :

при Х / Х_м £ 1,

S₂ = 3(Х / Х_м)⁴ – 8(Х / Х_м)³ + 6(Х / Х_м)² (1.54)

 

1,13

S₂ = при 1 < Х / Х_м £ 8. (1.55)

 

0,13 (Х / Х_м)² + 1

 

При Х / Х_м >8 S₂ вычисляют в зависимости от параметра F:

При F <1,5 и Х \ Х_м > 8

Х / Х_м

S₂=, (1.56)

3,58(Х / Хм)² – 35,2(Х / Хм) + 120

 

 

при F ³ 1,5 и Х / Х_м > 8

 

S₂=. (1.57)

0,1(Х / Х_м)² + 2,47(Х / Х_м) – 17,8

 

7. После расчета рассеивания строят графические зависимости С от Х для всех заданных источников.

 

Содержание отчета

· Титульный лист установленной формы.

· Цель РГР и задание.

· Расчет рассеивания концентраций для заданных источников стационарных источников.

· Графическую зависимость С от Х для каждого из заданных источников.

· Выводы о характере рассеивания загрязняющего вещества.

· Список использованных литературных источников.

 

Контрольные вопросы

1. От каких параметров зависит рассеивание выбросов?

2. Отчего зависит горизонтальное и вертикальное перемещение примесей?

3.Какие зоны выделяют в направлении распространения выбросов?

4.Как рассчитывается расстояние от источника, на котором образуется максимальная концентрация?

5. Как рассчитывается концентрация при удалении от источника?