1 Расчетно-графическая работа № 1: Электромагнитная обстановка вблизи технических средств свч диапазона

 

1.1 Расчет ппэ вблизи станции радиорелейной системы передачи прямой видимости (ррсп пм) Постановка задачи

 

В соответствии с вариантом задания из таблицы А.1 Приложения А выбираются:

- тип оборудования РРСП ПВ;

- количество работающих стволов;

- высота антенны, Н_А;

- высота расчетной точки, Н_Т;

- удаление точки от ствола антенны, ρ_М;

- угол раскрыва зеркала антенны, ψ₀^о.

Рассчитать ППЭ в точке M и сравнить с ПДУ. Точка M расположена в направлении на соседнюю станцию на высоте Н_т над поверхностью земли с удалением от основания мачты, _м .

Постановка задачи иллюстрируется на рисунке 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ_м

  

Рисунок 1 - Иллюстрация к расчету ППЭ от антенны РРСП ПВ

Порядок решения в области I по методике, приведенной в работе [1]:

1) по таблице А.2 (см. Приложение А) в соответствии с выбранным по варианту типом оборудования принимаются:

- средняя длина волны, λ_ср;

- мощность передатчика одного ствола, р;

- тип антенны;

- диаметр (апертура) антенны d;

- КНД (коэффициент направленного действия) антенны типа АДЭ (антенна двухзеркальная с эллиптическим переизлучателем), D₀;

 

2) определяется суммарная мощность, излучаемая антенной, Вт:

 

Р = n  p,

 

где n – количество работающих стволов;

p – мощность передатчика одного ствола (КПД антенно-фидерного тракта считается равным 1);

 

3) находится расстояние R_м от центра апертуры до расчетной точки М, м:

 

 ,

 

где Н_А – высота антенны;

Н_Т – высота расчетной точки;

ρ_М – удаление точки от ствола антенны;

 

4) рассчитывается угол между направлением максимального излучения и направлением линии «центр апертуры – расчетная точка М», _м:

 

,

 

где  угол α = 0 – характеризует отклонение направления максимального излучения от плоскости горизонта;

 φ = 0 – характеризует отклонение расчетной точки от центральной оси излучения;

 

5) определяется граничное расстояние R_гр:

 

R_гр = 2d²/λ_ср;

 

6) вычисляются параметры u, x по формулам:

 

u = (πdsin_м)/λ  и  х = R_M/R_гр;

 

7) по графику, приведенном на рисунке А.1 Приложения А, определяется значение функции , дБ;

 

8) по таблице А.3 или А.4 (Приложения А) находится значение функции F(u, x), дБ;

 

9) рассчитывается апертурная составляющая ППЭ по формуле:

 

, дБ;

 

10) по графику, приведенном на рисунке А.2 Приложения А, определяется КНД облучателя:

 

D_обл, дБ = 10lg D_обл, дБ;

 

11) рассчитывается составляющая ППЭ от облучателя по формуле:

 

, дБ;

 

12) рассчитывается суммарная ППЭ в точке М по формуле:

 

, мкВт/см².

 

Полученное суммарное значение ППЭ сравнивается с предельно допустимым уровнем ППЭ, равным 10 мкВт/см², и делается вывод (см. таблицу А.5. Приложение А).  

 

2 Расчетно-графическая работа № 2: Расчет категории опасности производства

 

2.1 Методические указания к расчету

 

Состав и количество планируемых выбросов в атмосферный воздух

определяется расчетом на основе анализа рабочего процесса. При механической обработке материалов выделяются пыль, туманы и пары масел и смазочно-охлаждающих жидкостей, различные газообразные вещества. Валовое выделение вредных веществ определяется, исходя из норма-часов       работы станочного парка. В таблице 2.1 приведены удельные показатели выделения веществ в единицу времени на единицу основного технологического оборудования механической обработки материалов. Расчет выбросов при механической обработке производится по формуле (т/год):

 

                            М = 3600 · q · t · N · 10^-6,                                                        (2.1)

 

где  q – удельное выделение пыли (г/с), (см. таблицы 2.1 и 2.2);

t – число часов работы в день, час;

N – число рабочих дней в году.

 

Т а б л и ц а 2.1 - Удельное выделение (г/с) пыли при механической обработке   металлов

Оборудование	Опред. харак-ка оборуд.	Вещество	Количество
1	2	3	4
Круглошлифовальные станки	диаметр шлифовальн. круга, мм  150 300 350 400 600 750 900	Абразивная и металл. пыль	0,117 0,155 0,170 0,180 0,235 0,270 0,310
Заточные станки	100 150 200 250 300 350 400 450 500 550		0,040 0,062 0,085 0,110 0,135 0,160 0,182 0,205 0,230 0,255
Токарные станки:   - средних размеров -крупных размеров -револьверные -токарно-карусель. станки -вертикально-сверлильные станки -продольно-строгальные станки -Фрезерные станки	Мощность оборудования кВт 0,65-14 10-200 2,8-14 20-150 1-10 40-100 2,8-14	Аэрозоли масла при охлаждения маслом 0,13-2,80 2,0-40,0 0,56-2,80 4,0-30,0 0,2-20 8,0-36,0 0,56-2,80	Аэрозоли эмульсии при  охлажд. СОЖ 0,004-0,088 0,063-1,260 0,017-0,088 0,126-0,945 0,06-0,063 0,252-1,134 0,017-0,088

        

Цеха и участки сварки и резки металлов. Удельные показатели выделения вредных веществ, образующихся в процессе сварки и наплавки, с учетом применяемых сварочных материалов приведены в таблице 2.2.

Расчет выбросов производится по формуле, т/год

 

                                      М_i = q_i · m · 10^-6,                                                           (2.2)

 

где  q_i – удельное выделение i вредного вещества, г/кг (см. таблицу 2.2);

m – масса расходуемого материала, кг/год.

 

Т а б л и ц а 2.2 - Удельное выделение вредных веществ при сварке и наплавке  металлов (г/кг расходуемых сварочных или наплавочных материалов)

Электроды (сварочный или наплавочный материал и его марка)	Сварочный аэро-золь	В том числе					Газ
		марганец и его ок- сиды	окси-ды хрома	Соедин крем-ния	прочие		Фтористый во- дород	Оксиды азота	Оксиды углерода
					наименование	кол-во
Ручная дуговая сварка сталей штучными электродами
ИОНИ-13/45 ИОНИ-13/55 ИОНИ-13/65 ИОНИ-13/80 ЭА-606/11 ЭА-395/9 ЭА-981/15 АНО-1 АНО-3 АНО-4 АНО-5 АНО-6 АНО-7 АНО-9 АНО-11 АНО-15 ОМЛ-2 КНЗ-32 ОЭС-3 ОЭС-4 ОЭС-6 Э/18-М/18	14,0 18,6 7,5 11,2 11,0 17,0 9,5 7,1 17,0 6,0 14,4 16,3 12,4 16,0 22,4 19,5 9,2 11,4 15,3 10,9 13,8 10,0	0,51 0,95 1,41 0,78 0,68 1,10 0,70 0,43 1,85 0,69 1,87 1,95 1,45 0,90 0,87 0,99 0,83 1,36 0,42 1,27 0,86 1,00	0,60 0,43 0,72                             1,43	1,40 1,0 0,80 1,05	фториды фториды фториды фториды                     фториды фториды           фториды	1,40 2,60 0,80 1,05                   0,13 2,62 2,28           1,50	1,00 0,93 1,17 1,14 0,004   0,80 2,13           0,47 0,96 0,43         1,53 0,001	1,30	1,40

 

Гальванические цеха. При расчете количества вредных веществ, выделяющихся при гальванической обработке, принят удельный показатель q, отнесенный к площади поверхности гальванической ванны (см. таблицу 2.3.). Количество загрязняющего вещества (т/год), отходящего от единицы технологического оборудования, определяется по формуле:

 

                                      М = 10^-6 · q · Т · F · К₃ · К_у,                                                   (2.3)

 

где F – площадь зеркала ванны, м²;

К_у – коэффициент укрытия ванны: при наличии в составе поверхностно-активных веществ (ПАВ) К_у = 0,5; при отсутствии ПАВ К_у = 1;

К₃ – коэффициент загрузки ванны.

 

Т а б л и ц а 2.3 - Удельное количество вредных веществ, выделяющихся с  поверхности гальванических ванн при различных   технологических процессах

Процесс	Вещество	Количество, г/(ч*кв.м)
1) Обезжиривание изделий: а)органическими растворителями             б) химическое в растворах в) щелочи г) электрохимическое 2)     Химическое травление изделий: а) в растворах хромовой кислоты и     ее солей при t > 50 C. б) в растворах щелочи при t >50 C. в) в разбавленных нагретых t>50 C          и концентрированных          растворах серной кислоты.      г) в растворах соляной кислоты          концентрацией, г/л.                       < 200 200-250 250-300 300-350 350-500                     500-1000	Бензин Керосин Уайт-спирт Бензол Трихлорэтилен Тетрахлорэтилен Трифтортрихлорэтан   Едкая щелочь Едкая щелочь     Хромовый ангидрид Едкая щелочь Серная кислота         Хлористый водород  Хлористый водород Хлористый водород Хлористый водород Хлористый водород Хлористый водород	4530 1560 5800 2970 3940 4200 14910   1,0 39,6     0,02 198,0 25,2         1,1 3,0 10,0 20,0 50,0 288,0

 

Выбросы от автотранспорта предприятия. Масса выброшенного за расчетный период i-го вредного вещества при наличии в группе автомобилей с различными двигателями внутреннего сгорания (бензиновые, дизельные, газовые) определяются по формуле (т/год):

 

                                      М_i = q_i · τ · n · R · 10^-6,                                                 (2.4)

 

где q_i  - удельный выброс i-го вредного вещества автолюбителем, г/км,             (см. таблицу 2.4);

τ – пробег автомобиля за расчетный период, км;

n  - коэффициент влияния среднего возраста парка на выбросы        автомобиля;

R - коэффициент влияния технического состояния автомобиля.

 

Т а б л и ц а 2.4 - Удельные выбросы вредных веществ для различных групп   автомобилей на 1990 год и коэффициенты влияния факторов

Группа автомобилей	Удельный выброс вред-ных веществ,  г/км			Коэффициент влияния
	СО	СН	NOx		n	R
Грузовые и специальные грузовые с бензиновым ДВС и работающие на сжиженном нефтяном газе (пропан, бутан). Грузовые и специальные грузо-вые дизельные. Грузовые и специальные грузо-вые, работающие на сжатом при-родном газе Автобусы с бензиновым ДВС Автобусы дизельные Легковые служебные и специальные Легковые,  индивидуального пользования.	55,5   15,0     25,0 51,5 15,0   16,5   16,1	12,0   6,4     7,5 9,6 6,4   1,6   1,6	6,8   8,5     7,5 6,4 8,5   2,23   2,19		1,33   1,33     - 1,32 1,27   1,28   1,28	1,69   1,80     - 1,69 1,80   1,63   1,62

 

Расчет выбросов вредных веществ при сжигании топлива  в котлах. Методика предназначена для расчета выбросов вредных веществ с газообразными продуктами сгорания при сжигании твердого топлива, мазута и газа в топках действующих промышленных и коммунальных котлоагрегатов и бытовых теплогенераторовпроизводительностью до 30 т/ч.

Твердые частицы. Расчет выбросов твердых частиц печей золы и недогоревшего топлива (т/год, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегата в единицу времени сжигании твердого топлива и мазута, выполняется по формуле:

 

                                      П_тв = В · А^r · Х · (1 – ŋ),                                              (2.5)

 

где  В – расход натурального топлива (т/год, г/с);

А^r – зольность топлива на рабочую массу (%);

 ŋ – доля твердых частиц, удавливаемых в золоуловителях;

 Х = a_ун/(100-Г_ун); a_ун – доля золы топлива в уносе;

 Г_ун – содержание горючих в уносе (%).

        Значения А^r , Г_ун, a_ун, ŋ  принимаются по фактическим средним  показателям: при отсутствии этих данных А^r определяется по характеристикам сжигаемого топлива (см. таблицу 2.1.); ŋ – по техническим данным применяемых золоуловителей, а Х – по таблице  2.5.

 

Т а б л и ц а 2.5 - Значения коэффициентов Х и К_со в зависимости от типа топки  и топлива

Тип топки	Топливо	Х	Ксо,кг/ГДЖ
С неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые и каменные угли	0,0023	1,9
Шахтная	Твердое топливо	0,0019	2,0

 

Оксиды серы. Расчет выбросов оксидов серы в пересчете на SO₂ (т/год, т/ч, г/с), выбрасываемых в атмосферу с дымовыми газами котлоагрегатов в единицу времени, выполняется по формуле:

 

                       П_SO2 = 0,02 · В · S^r  · (1-η_SO2)·(1 - η′_SO2),                                          (2.6)

 

где Sr – содержание серы в топливе на рабочую массу (Х); для   газообразного топлива мг/куб.м;

η_SO2 – доля оксидов серы, связываемых летучей золой топлива (для сланцев η′_SO2 = 0,5% , торфа – 0,15, экибастузских углей – 0,02, прочих углей – 0,1, мазута – 0,02, S_газа – 0,0);

η′_SO2 – доля оксидов серы, улавливаемых в золоуловителе (для сухих золоуловителей принимается равной нулю, для мокрых – в зависимости от щелочности орошающей воды).

 

При наличии в топливе сероводорода расчет выбросов дополнительного количества оксидов серы в пересчете на SO₂ ведется по формуле:

 

                            П _SO2 = 1,88 · 10^-2 · ,                                                     (2.7)

 

где - содержание сероводорода в топливе (%).

Ориентировочная оценка выбросов оксида углерода (т/год, г/с) может проводиться по формуле:

 

                            П_со = 0,001· В · Q^r_i · К_со · (1 - ),                                        (2.8)

 

где К_со – количество оксида углерода на единицу теплоты, выделяющейся при горении топлива (кг/ГДж) (принимается по таблице 2.5).

Оксиды азота. Количество оксидов азота (в пересчете на NO₂), выбрасываемых в единицу времени (т/год, г/с), рассчитывается по формуле:

 

                       П_NO2 = 0,001 · B ·Q^r_i · K_NO2 · (1-β),                                               (2.9)

 

где Q^r_i – теплота сгорания натурального топлива (МДж/кг, МДж/куб.м);

K_NO2 – параметр, характеризующий количество оксидов азота, образующихся на 1 ГДж тепла (кг/ГДж);

β – коэффициент, зависящий от степени снижения выбросов оксидов азота в результате применения технических решений.

 

Т а б л и ц а  2.6 - Характеристика топок котлов малой мощности

Тип топки и котла	Топливо	α	q3	q4
Топка с неподвижной решеткой и ручным забросом топлива	Бурые угли Каменные угли Антрациты	1,6 1,5 1,7	2,0 2,0 1,0	8,0 7,0 10,0
Топка с пневмо-механическими забрасывателями и цепной решеткой прямого хода	Угли типа кузнецких Угли типа донецких Бурые угли	1,3-1,4 1,3-1,4 1,3-1,4	0,5-1 0,5-1 0,5-1	5,5/3 6/3,5 5,5/4
Шахтная топка с наклонной решеткой	Бурые угли Каменные угли	1,4	2	2

        

Т а б л и ц а  2.7 - Характеристика топлив Республики Казахстан

Бассейн, место-рождение	Марка, класс	Wr,%	Ar,%	Sr, %	Qir, МДж/кг	Uro м3/кг
Сарыадырское месторождение Карагандинский бассейн. Куучекинское месторождение Экибастузский бассейн    -   в целом    -   по группам    -   зольности Ленгерское месторождение Сарыкольское месторождение	ГР   КР КСШ   К2Р     ССР-1 ССР-2 ССР-3 Б3Р, Б3СШ Б3	5,0   8,5 9,5   7,0     6,0 5,0 5,0   28,0 23,3	41,8   37,5 32,6   40,9     42,3 40,4 45,6   14,4 23,0	0,66   0,82 0,81   0,74     0,56 0,56 0,57   1,80 0,18	15,57   17,12 18,55   16,79     15,49 16,12 14,61   15,33 14,53	4,78   4,89 5,33   4,90     4,47 4,65 4,23   4,87 4,54

 

Расчет категории опасности предприятия производится по формуле:

 

                                      КОП = ^ai,                                                (2.10)

 

где  M_i – масса выброса i-го вещества, т/год;

ПДК_i – среднесуточная ПДК i-го вещества, мг/м²;

n – количество загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятием;

a_i – константа, позволяющая соотнести вредность i-го вещества с             вредностью диоксида серы, определяется по таблице 2.8.

 

Т а б л и ц а 2.8 - Значение константы a_i от класса опасности вещества

Константа, ai	Класс опасности
	1	2	3	4
	1,7	1,3	1,0	0,9

 

Физический смысл КОП состоит в том, что она показывает потребность того или иного предприятия в количестве воздуха, необходимого для разбавления выбросов вредных веществ в атмосферу до санитарно-гигиенических критериев с учетом класса опасности вещества.

Значение КОП рассчитывается при условии, когда M_i/ПДК > 1. При M_i/ПДК < 1 КОП не рассчитывается и приравнивается к нулю.

 

Т а б л и ц а  2.9 - Категория опасности предприятия

Категория опасности предприятия	Значение КОП
1 2 3 4	КОП ≥ 106                        106>КОП≥104                                  104>КОП≥103                                     КОП < 103

 

         При отсутствии информации о классе опасности вещества его приравнивают к 3-ему классу, а значение a_i берут равным 1. Если есть только класс опасности вещества в рабочей зоне, то используют его.