ЭКОЛОГИЯ задачи / ekologia2
.pdfЗадача №3. Определение минимальной высоты дымовой трубы при
выбросе в атмосферу дымовых газов от теплоэнергетических установок
Минимальная высота дымовой трубы Н выбирается из расчета, чтобы концентрация загрязняющих веществ в приземной слое атмосферы при их рассеивании при неблагоприятных метеоусловиях не превышала значения максимально-разовой предельно-допустимой концентрации ПДКмр , с учетом существующей в данном районе фоновой концентрации Сф.
Условие
№ |
в-во |
М |
V |
t |
F |
|
|
г/с |
м3/с |
0С |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
NO2 |
0,6 |
5 |
100 |
1,0 |
|
|
|
|
|
|
1.Значения максимально-разового ПДКмр принять согласно нормативам
NO2 = 0,2 мг/м3
2.Источник выброса дымовых газов расположен на ровной местности = 1
3.Коэффициент А в формуле 3.1 принять равным 140
4.Значения фоновой концентрации принять для
NO2 = 0,01 мг/м3
Высота дымовой трубы для обеспечения экологических требований по условиям загрязнения атмосферы определяется по формуле:
H |
|
AMFmn |
|
|
= |
|
|
|
|
||||
ПДК мр Cф 3 |
|
|
||||
V t |
где А – коэффициент, зависящий от условий вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосфере
М - массовый выброс загрязняющего вещества с дымовыми газами в атмосферу ;
F – коэффициент, учитывающий |
скорость |
оседания |
вредных веществ в атмосфере и |
зависящий |
от размера |
частицы, плотности вещества и влажности воздуха |
- коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности.
V –объём, выбрасываемых дымовых газов из трубы котельной
t - разница температур между выбрасываемым дымовым газом и атмосферой, 0С;
m, n –параметры, зависящие от конструктивных размеров дымовой трубы
Для определения параметров m и n используются формулы: n=1
m=1
где:
f 1000W0 2 D = H 2 t
v 0.653 |
|
Vt |
|
= |
|
H |
|||||
|
|
|
|
Тут скорость газа на выходе из дымовой трубы W0 определяется
W0 4V =
D2
Далее по промежуточным значениям f и v ,находим m и n используются формулы (7) ,(8):
m |
|
1 |
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
0.67 0.1 |
|
f |
0.343 f |
n 0.532v2 2.13v 3.13 =
Далее значение m и n используются в формуле (1),для уточнения высоты трубы, расчет повторяется несколько раз.
Приведем пример 4-го (окончательного ) расчета:
m |
|
1 |
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
0.67 0.1 |
|
f |
0.343 f |
n 0.532v2 2.13v 3.13 =
f 1000W02 D =
H 2 t
v 0.653 VHt =
H |
|
AMFmn |
|
|
= |
|
|
|
|
||||
ПДК мр Cф 3 |
|
|
||||
V t |
Задача №4. Определение величины максимальной концентрации
загрязняющего вещества и её изменение в приземном слое атмосферы при удалении загрязняющего воздуха из вентиляционной трубы
|
|
|
|
|
|
Условие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
V |
М |
масса газообразных |
Н |
Сечени |
|||
|
м3/ |
г/с |
|
веществ |
|
м |
е |
|
|
|
|
|
|
||||
|
с |
|
|
|
|
|
|
трубы |
|
|
окси |
Фтори |
|
Диокс |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
д |
ды |
|
ид |
|
ахв |
|
|
|
жел |
|
|
азота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
еза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
5 |
0,5 |
0,4 |
0,04 |
|
0,2 |
14 |
0,6х0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
для пыли принять F = 2,
для газообразных примесей F=1
Максимальное значение приземной концентрации загрязняющего вещества Сmax (мг/м3) при выбросе холодных газов из одиночного источника достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии Lmax (м) от источника и определяется по формуле
Сmax i |
AM i Fi n Dэкв |
= |
|
||
|
8VH 4 3 |
где:
А – коэффициент, зависящий от вертикального и горизонтального изменения температуры
М (г/с) – масса загрязняющего вещества, выбрасываемого в атмосферу с холодным загрязненным воздухом;
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания загрязняющих частиц в атмосферном воздухе
n - коэффициент, учитывающий условия выброса вентиляционного воздуха из устья источника выброса;
V ( м3/с) – объемный расход вентиляционного воздуха, выбрасываемый в атмосферу;
H (м) – высота источника выброса над уровнем земли;
- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности
Dэкв -Эквивалентный диаметр трубы
Dэкв |
2ab |
= |
|
a b |
|||
|
|
Значение коэффициента n определяется по формуле
n 0.532v2 2.13v 3.13 =
где
х 1.3W0НDэкв =
W0 4V 2 =
Dэкв
W0 - скорость выброса вентиляционного воздуха в атмосферу ( м/с)
Расстояние Lmax (м) от источника выброса до места, где приземная концентрация загрязняющего вещества достигает максимального значения Сmax определяется по формуле
Lmax |
|
5 Fi |
|
|
Hd = |
4 |
|
||||
|
|
|
|
|
d=5,7 при vх 0,5
|
|
d=11,4 vх |
при |
0.5 vх 2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d=16 х |
при |
vх 2 |
|||||
Для пыли: |
|
|
|
|
|
|
|
||
Lmax |
|
5 Fп |
|
|
Hd = |
|
|
||
4 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для газообразных примесей:
Lmax |
|
5 Fг |
|
|
Hd = |
4 |
|
||||
|
|
|
|
|
Суммарная концентрация загрязняющего вещества в приземном слое атмосферы определяется по формуле:
С = Сmax + Сф =
Максимальное значение приземной концентрации пыли:
Сmax i |
AM i Fi n Dэкв |
= |
|
||
|
8VH 4 3 |
Максимальное значение приземной концентрации оксида железа:
Сmax i |
AM i Fi n Dэкв |
= |
|
||
|
8VH 4 3 |
Максимальное значение приземной концентрации фторидов:
Сmax i |
AM i Fi n Dэкв |
= |
|
||
|
8VH 4 3 |
Максимальное значение приземной концентрации диоксида азота:
Сmax i |
AM i Fi n Dэкв |
= |
|
||
|
8VH 4 3 |
Для определения характера изменения концентрации загрязняющего вещества в приземном слое атмосферы от источника выброса в направлении рассеивания используются следующие формулы:
|
|
|
|
X |
|
4 |
|
X |
|
3 |
|
X |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Cx |
Cmax |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
3 |
|
|
|
8 |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
Lmax |
|
|
Lmax |
|
|
Lmax |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cx |
Сmax |
|
1.13 |
|
|
,при |
|
|
|
|
|||
|
X |
2 |
|
|||
|
|
|
|
1 |
||
|
|
0.13 |
Lmax |
|
||
|
|
|
|
|
|
Где Х- текущее расстояние от источника выброса в направлении рассеивания
По полученным данным строится кривая изменения концентрации загрязняющего вещества в преземном слое атмосферы
Таблица 1.Расчетные значния
|
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача№5. Определение величины максимальной концентрации
загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы при удалении вентиляционного воздуха из помещения через аэрационный фонарь (линейный источник). Принять условие, когда воздушный поток направлен вдоль оси здания
Условие
№ |
масса |
объем, |
высота |
длина |
скорость |
фоновая |
|
пыли |
удаляемого |
источника |
аэрац. |
выброса |
конц- |
|
г/с |
воздуха |
выброса |
фонаря |
воздуха |
ция |
|
|
|
|
|||
|
|
V, м/с |
Н, м |
L, м |
W0 м/с |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Сф , |
|
|
|
|
|
|
мг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
1,0 |
7 |
12 |
30 |
0,7 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Принимаем условия,когда направление рассеивания совпадает с осью здания в приземном слое атмосферы достигается наибольшая концентрация.
Аэрационный фонарь располагается в крыше здания и представляет собой систему оконных проемов, через которые естественным путем удаляется загрязненный воздух из помещения. Как правило, аэрационный фонарь используется при аэрации здания за счет возникающей в помещении избыточной теплоты. Так как аэрационный фонарь по своей длине практически совпадает с длинной здания
Максимальное |
количество |
приземной |
концентрации |
||||
загрязняющего |
вещества, |
выбрасываемого |
из |
фонаря |
с |
||
вентиляционным воздухом Сmaxлин |
и расстояние до |
точки максимальной |
|||||
концентрации Lmaxлин |
|
|
|
|
|
|
|
Сmaxлин = S1 · Cmax =
L maxлин = |
L |
+ S2 · Lmax = |
|
2 |
|||
|
|