Расчет рассеивания примесей в атмосферном воздухе

тмосфера

Задание 1

Определить максимальное значение приземной концентрации вредных веществ при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника с круглым устьем при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии ХМ от источника выброса. Построить диаграмму рассеивания. Исходные данные:

высота трубы Н = 19 м

диаметр устья D = 0,8 м

средняя скорость выхода газовоздушной смеси W0 = 13 м/с

температура газовоздушной смеси ТГ = 30°С

температура атмосферного воздуха ТВ = 27,3°С

вредное вещество - H2SO4;

ПДК = 0,3 мг/м3;

мощность выброса в атмосферу вредного вещества М = 1 г/с;

скорость ветра U(м/с): В - 6; СВ - 5; С - 4; СЗ - 5; ЮЗ - 4; Ю - 2;

ЮВ - 4; З - 3.

Расчет

Определяем коэффициент А, зависящий от температуры стратификации, определяющий условия рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе. Из справочных данных: А = 200.

Определяем разность температур газовоздушной смеси и атмосферного воздуха T по формуле (1)

Определяем объем выбрасываемой газовоздушной смеси по формуле (2):

Определяем дополнительный параметр по формуле (3):

==138,71

Безразмерный коэффициент F, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, учитывая заданное условием вредное вещество, принимаем:

Определяем коэффициент, учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса по формуле (4):

Определяем дополнительный параметр по формуле (5):

Определяем коэффициент , учитывающий условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса по условию (6):

если , то

Поскольку данные о рельефе местности в условии задачи отсутствуют, безразмерный коэффициент , учитывающий влияние рельефа местности на рассеивание примесей, принимаем:

Определяем максимальную приземную концентрацию вредных веществ по формуле (7):

Определяем значение опасной скорости ветра на уровне флюгера, при которой имеет место наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе , по условию (8):

т. к. , то

Определяем соотношение

Определяем поправку по условию (9). Поскольку для каждого из направлении

Определяем поправку по условию (10). Поскольку для каждого из направлений

Определяем максимальное значение приземной концентрации вредного вещества для каждого направления ветра по формуле (11):

Определяем коэффициент по формулам (12, 13) и условию (14):

Т. к. , то

Определяем расстояние от источника выброса в направлении среднего ветра, на котором наблюдается величина приземной концентрации вредных веществ по формуле (15):

(15)

Определяем расстояние от источника выброса , на котором, при скорости ветра по направлениям, приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения , по формуле (16):

(16)

По результатам расчета строим диаграмму зависимости расстояния , на котором приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения от скорости ветра для каждого румба в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1 - Диаграмма зависимости от

По результатам расчета можно сделать вывод о том, что наибольшая степень загрязнения (протяженность участка с максимальным значением концентрации вредных веществ) отмечается в восточном направлении.

Задание 2

Рассчитать:

а) максимальную приземную концентрацию при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии ХМ (м) от источника;

б) величину приземной концентрации вредных веществ в атмосфере по оси факела.

Исходные данные:

длина аэрационных фонарей ;

ширина аэрационных фонарей ;

средняя скорость выхода газовоздушной смеси ;

мощность выброса в атмосферу вредного вещества ;

высота от уровня земли до верхней кромки фонаря ;

расстояние по горизонтали от центра фонаря до расчетной точки ;

скорость ветра ;

температура газовоздушной смеси ;

температура атмосферного воздуха ;

вредное вещество - CS2;

ПДК = 0,0001 мг/м3

Расчет

Определяем объем выбрасываемой газовоздушной смеси по формуле (17):

(17)

Определяем дополнительный параметр по формуле (18):

(18)

Определяем коэффициент по условию (19):

Т. к. , то

Определяем эффективный диаметр устья фонаря по формуле (20):

Определяем дополнительный параметр по формуле (21):

(21)

Определяем коэффициент по формуле (22):

(22)

Значения и ƞ принимаем равными еди единице и определяем максимальную приземную концентрацию вредных веществ по формуле (7):

(7)

Определяем значение опасной скорости ветра по условию (8):

т. к. , то (8)

Тогда

Определяем поправку r по условию (23).

Т.к. то

Определяем максимальное значение приземной концентрации вредного вещества по формуле (11):

(11)

Определяем коэффициент d по формулам (12, 13) и условию (14):

Т. к. , то

(12)

Определяем расстояние по формуле (15):

(15)

Определяем безразмерную величину по формуле (24):

(24)

Определяем наибольшую концентрацию вредной примеси по формуле (25):

(25)

Определим отношение

Определяем коэффициент по условия (26):

Т.к., то (26)

Определяем величину приземной концентрации вредных веществ в атмосфере по оси факела по формуле (27):

(27)

Задание 3

Определить массовые и валовые выбросы древесины в атмосферу при механической обработке древесины на участке деревообработки.

Исходные данные:

На деревообрабатывающем участке расположены станки, подключенные к системе аспирации (первый источник загрязнения атмосферы - ИЗА-1), данные о которых приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Станки, подключенные к системе аспирации

Номер источника выделения

Наименование станка

Время работы , мин.

Время работы Т, ч/год

ИВ-1

Станок для раскроя плит с программным управлением ЦТМФ

20

400

ИВ-2

Станок сверлильно-присадочный многошпиндельный горизонтально-вертикальный СГВП - 1А

18

470

ИВ-3

Станок полировальный однобарабанный П1 - Б

10

480

ИВ-4

Линия лакирования нитроцеллюлозными лаками МЛН - 1

12

470

ИВ-5

Станок для промежуточного шлифования лаковой пленки Шл2В

15

460

Эффективность местных отсосов равна 95 %. Перед выбросом в атмосферу воздух очищается от пыли в циклоне типа УЦ со степенью очистки 99,9 %. Неуловленная местными отсосами часть пыли удаляется через общеобменную вытяжную систему вентиляции - крышный вентилятор - ИЗА-2. Одновременно могут работать три станка - либо ИВ-1, -2, -3, либо ИВ-3, -4, -5.

Расчет ИЗА - 1

По справочным данным определяем удельные выделения древесной пыли от каждого станка:

ИВ-1: У = 17,225 кг/ч;

ИВ-2: У = 1,814 кг/ч;

ИВ-3: У = 0,829 кг/ч;

ИВ-4: У = 0,100 кг/ч;

ИВ-5: У = 1,000 кг/ч

Определяем массовые выделения пыли от каждого источника выделения по формуле (28):

(28)

ИВ-1:

ИВ-2:

ИВ-3:

ИВ-5:

Определяем массовые выделения пыли с учетом одновременности работы станков:

ИВ-1, -2, -3: ;

ИВ-3, -4, -5:

Массовые выделения по ИЗА-1 принимаем как максимальные из двух вариантов:

Определяем массовые выбросы древесной пыли в атмосферу с учетом очистки в циклоне по формуле (29):

(29)

Определяем валовые выделения пыли от каждого ИВ по формуле (30):

(30)

ИВ-1:

ИВ-2:

ИВ-3:

ИВ-4:

ИВ-5:

Определяем валовые выделения пыли в целом по ИЗА-1 от ИВ-1-5:

Определяем валовые выбросы через ИЗА-1 по формуле (31):

(31)

Расчет ИЗА-2

Определяем массовые выделения пыли в воздух помещения с учетом одновременности работы оборудования с помощью коэффициента пересчета:

ИЗА-1:

ИЗА-2:

Коэффициент пересчета = 0,0526

Тогда

Определяем массовые выбросы пыли в атмосферу с учетом оседания пыли в помещении:

Определяем валовые выделения пыли в воздух помещения от всех ИВ с помощью коэффициента пересчета:

Определяем валовые выбросы пыли в атмосферу с учетом коэффициента оседания пыли в помещении:

Результаты расчетов заносим в таблицу 2.

Таблица 2 - Результаты расчетов

Номер источника загрязнения атмосферы

, г/с

, г/с

, т/год

, т/год

ИЗА - 1

5,08

0,00508

8,22

0,00822

ИЗА - 2

0,267

0,0534

0,432

0,0864

Еще статьи по экологии

Определение загрязнения путем снегомерных измерений
Состояние окружающей среды крупных городов обычно оценивается по состоянию отдельных ее составляющих: атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв и растительного покрова, здор ...

Состояние и перспективы развития сети российских национальных парков
В процессе своего развития человечество поставило под угрозу существование естественных экологических систем и природных комплексов, которые являются необходимым условием сохранения био ...

Рынок экологически чистой продукции
В последнее время на мировом рынке появляется все больше и больше экологически чистых продуктов питания. На Западе и в Америке особым спросом стали пользоваться исключительно натуральные про ...