2.4. Расчет загрязнения атмосферы одиночным источником при скорости ветра, отличающейся от опасной скорости ветра

В случае обоснованной необходимости расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ для условий, когда скорость ветра отличается от опасной скорости ветра, расчеты включают определение максимальной концентрации и распределения концентраций вредных веществ по оси факела и на разных расстояниях от оси. Необходимые расчеты без учета влияния застройки выполняются следующим образом.

1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_ми (мг/м) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости u(m/c), отличающейся от опасной скорости ветра U_M, определяется по формуле

С_ми=rc_м,

где г- безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения u/u_м по рис. 2.6 или по формулам

r=0,67(u/u_м+1,67(u/u_м)²-1,34(u/u_м)³), при u/u_м≤1;

, при u/u_м>1.

Примечание. При проведении расчетов не используются значения скорости ветра u<0,5 м/с, а также скорости ветра u>u*, где u* - значение скорости ветра, превышаемое в данной местности в среднем многолетнем режиме в 5% случаев. Это значение запрашивается в УГКС Госкомгидромета, на территории которого располагается предприятие, или определяется по климатическому справочнику.

Значение опасной скорости ветра u_м (м/с) при расчете определяется по п. 3, значение максимальной концентрации С_м (мг/м³) по п. а, б, в раздела 2.3 в зависимости от характера выброса.

2. Расстояние от источника выброса х_ми (м), где ожидается максимальная концентрация С_ми(мг/м³) при неблагоприятных метеоусловиях скорости ветра u, отличающейся от опасной скорости u_м, определяется по формуле

х_ми=рх_м,

где р- безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения и/и_м по рис. 2.6 или по формулам

р=3 при u/u_м≤0,25;

р= 8,43(1- u/u_м) ⁵ + 1 при 0,25 <u/u_м≤1;

р= 0,32 u/u_м + 0,68 при u/u_м>1

Графики для определения безразмерных коэффициентов r,р

Значение расстояния хм определяется по п. 2 раздела 2.3.

3.Значение максимальной приземной концентрации вредных веществ в атмосфере С_х (мг/м³) на расстоянии х (м) на оси факела (ось х) при скорости ветра U определяется по формуле

С_х=S₁’С_ми,

где S'₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Х_МИ и характеристики примеси по рис. 2.4 или 2.5 или формулам для определения безразмерного коэффициента S₁ по п.4 раздела 2.3 с учетом отношения Х/Х_МИ . Значение коэффициента F, принимаемого по п. 1 раздела 2.3, определяет характеристику примеси.

4.Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере Су (мг/м³) на расстоянии у (м) в перпендикулярном направлении (ось у) к оси факела (ось х) определяется по формуле

С_у=S₂С_ми,

где S₂ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра u (м/с) и отношения у/х по значению аргумента t_y

при u≤5;

при u>5;

по рис. 2.7 или по формуле

.

График для определения безразмерного коэффициента S₂

2.5. Расчет загрязнения атмосферы выбросами аэрационного фонаря

При рассмотрении аэрационного фонаря (рис.2.8) как линейного источника необходимый расчет без учета влияния застройки на рассеивание выполняется следующим образом.

Схема производственного корпуса с аэрационным проемом

1. Определяется эффективный диаметр D₃ (м) устья фонаря по формуле

D_э=2LV₁/(L²ώ₀+V₁)

где L- длина фонаря, м; ώ₀ - средняя скорость выхода через фонарь газовоздушной смеси, м³/с.

Средняя скорость ώ₀ определяется экспериментально или расчетом.

2. Определяется эффективный расход газовоздушной смеси через фонарь V_1э (м³/с) по формуле

V_1э=D_э²ώ₀/4

3. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси через фонарь при неблагоприятных метеорологических условиях и ветре, направленном вдоль фонаря, на расстоянии х_м (м) от проекции его центра на горизонтальную (земную) поверхность определяется по формуле

С_м=S₃С_м

где Sз- безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения L/x'_M по рис. 2.9 или формуле

х'_м- расстояние от источника выброса с круглым устьем диаметром

D_э и расходом V_1э, на котором приземная концентрация при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения С'_м (мг/м³), определяемые с учетом характера выброса соответственно по формулам п. а, б, в раздела 2.3.

При расчете за высоту источника Н(м) принимается высота над уровнем земли кромки ветроотбойных щитов или верхней кромки фонаря при их отсутствии. Мощность выброса М (г/с) принимается равной суммарному выбросу через весь фонарь или определяется по формуле п. а раздела 2.3. Значения остальных составляющих расчета аналогичны указаниям и формуле п.1 этого раздела.

4. Расстояние х_м (м) от проекции центра фонаря на земную поверхность, на котором приземная концентрация при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения, определяется по формуле

х _м=L/ 2 + S₄х_м׳,

где S₄ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения L/x_м׳ по рис. 2.9 или формуле

Графики для определения безразмерных коэффициентов Sз, S₄

5. Значение приземной концентрации вредных веществ С (мг/м³) по оси факела выброса при ветре, направленном вдоль фонаря, в случае опасной скорости u_м (м/с) на различных расстояниях х(м) от центра проекции фонаря на земную поверхность определяется по формуле

где s₅׳,s₅׳׳- безразмерные коэффициенты, определяемые по графику (рис. 2.10) соответственно в зависимости от отношения 2x+L/2x_м׳ и 2х-L/2x_м׳ (на рис. х/х_м и S₅).

Здесь значения c_м׳,x_м׳ определяют согласно п. 3 этого раздела.

При высоте источника Н меньше 10 м безразмерный коэффициент s₅ заменяется на безразмерный коэффициент s₅^н

s₅^н(t) =0,125(Н-2)+0,125(10-Н) при t≤1;

S₅^н(t) = s₅(t) +0,125(10-H)[l-s₅(t)] при t> 1,

где s₅ определяется по тому же аргументу t с помощью рис.2.10.

Графики для определения безразмерных коэффициентов S₅^׳, S₅׳׳, S₅^н(t)

6.Опасная скорость ветра u (м/с), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ при наиболее неблагоприятном направлении ветра (вдоль фонаря), определяется по формуле

u_м=u_м׳

где u (м/с) - опасная скорость ветра, определяемая по зависимостям для

источника с круглым устьем при D_э, V_1э для фонаря по формуле п. 3 раздела 2.3.

7.Значение концентраций С (мг/м³) по оси факела выброса при ветре, направленном вдоль оси фонаря при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости и (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра u_м определяется по формуле

где г и р определяются в соответствии с пп. 1 и 2 раздела 2.4. по значению u/u_м, a s₅׳,s₅׳׳- соответственно по и (рис. 2.10).

8.Значение максимальной концентрации вредных веществ С_м(мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси через фонарь при неблагоприятных метеорологических условиях, опасной скорости ветра, направленного поперек фонаря, на расстоянии х_м (м) от проекции его центра на горизонтальную поверхность определяется по формуле

с_м=έ₁с_м׳

Здесь безразмерный коэффициент έ₁ определяется по формулам

έ₁=0,923ά при ά≤0,255;

при 0,255<ά≤2.32

при ά>2.32

где

при u׳_м≤5

при u׳_м>5

9. Расстояние от фонаря х_м (м), на котором достигается максимальная концентрация вредных веществ с_м при ветре, направленном поперек источника, определяется по формулам

х_м=έ₂х_м׳

έ₂ =3 при ά≤0,25

при 0,25<ά<2,25

έ₂ =1 при ά>2,25

10.Значения концентраций вредных веществ С (мг/м ) при ветре, направленном поперек фонаря скоростью u (м/с), на различных расстояниях от центра проекции фонаря на земную поверхность определяют по формуле (начало координат располагается в центре фонаря, ось х совпадает с направлением ветра, ось у - перпендикулярна х)

с_х =s₁s₆rc_м׳

11. Значения концентраций вредных веществ с, (мг/м³) при ветре, направленном поперек фонаря скоростью u, на различных расстояниях у (м) от оси факела определяют по формуле

,

где S₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в соответствии с п.4 радела 2.3 по значению отношения ; г,р – безразмерные коэффициенты, определяемые в соответствии с пп.1 и 2 раздела 2.4 значению отношения u/u'_м ; s₆ , s׳₆,s׳׳₆ - безразмерные коэффициенты, определяемые по формуле или рис. 2.11 в зависимости от значений L (м), (2y+L) (м) и (2y-L) (м), используемых при вычислении аргумента g:

при u≤5

g=0.45x/L при u>5

Для g>6,74 функция S₆ принимается равной 1.

График для определения безразмерного коэффициента S₆