2.1 Прогнозування максимальних приземних концентрацій домішок та відстаней на яких вони досягаються за найбільш несприятливих метеорологічних умов

З метою визначення найбільш оптимальних режимів функціонування підприємства з точки зору впливу на якість повітря, виконують екологічний прогноз його діяльності виходячи з найбільш екстремальних умов (максимальні викиди за найбільш несприятливих метеорологічних умов).

Максимальне значення приземної концентрації домішки у випадку викиду гарячої газоповітряної суміші із одинарного точкового джерела (труби) досягається при максимальній температурі повітря і небезпечній швидкості вітру та визначається за формулою, мг/м³:

, (2.2)

де А – коефіцієнт, що залежить від температурної стратифікації атмосфери за якої концентрації шкідливих речовин у повітрі максимальні, с^2/3град^1/2мг/г;

М – маса шкідливої домішки, що викидається в атмосферу, г/с;

F – безрозмірний коефіцієнт, який враховує швидкість осідання шкідливих речовин в атмосферному повітрі;

m, n – коефіцієнти, які враховують умови виходу газоповітряної суміші з джерела;

– безрозмірний коефіцієнт, що враховує вплив рельєфу місцевості;

Н – висота джерела викиду над рівнем землі, м;

V₁ – витрата газоповітряної суміші, м³/с;

– різниця між температурою газоповітряної суміші, що викидається в атмосферу і температурою повітря навколишнього середовища, .

Значення невідомих величин А, F, m, n, , що входять у співвідношення (2.2) визначаються наступним чином:

1. Значення коефіцієнта А залежить від місця розташування підприємства і висоти джерела викиду над рівнем землі. Для джерел викидів висотою менш ніж 200 м, розташованих на території України в зоні від 50  до 52  північної широти – А=180, південніше 50  північної широти – А=200; для інших джерел, розташованих на території України – А=160. Значення коефіцієнта А для цілей курсової роботи наведено в табл. А.2.

2. Безрозмірний коефіцієнт F визначають наступним чином:

– для газоподібних шкідливих речовин та дрібнодисперсних аерозолів, швидкість впорядкованого осідання найбільш крупних фракцій яких не перевищує 3-5 см/с – F=1;

– для крупно дисперсного пилу та золи при середньому експлуатаційному коефіцієнтів очищення не менше 90 % – F=2; 75-90 % – F=2,5; менше 75 % або за відсутності очищення – F=3;

– для виробництв, у яких викиди пилу супроводжуються виділенням водяної пари в кількості, достатній для інтенсивної її конденсації протягом всього року безпосередньо після виходу в атмосферу, а також коагуляції вологих пилових частинок незалежно від ефективності пилевловлювальних пристроїв – F=3.

3. При визначенні значення необхідно приймати температуру навколишнього середовища , рівною максимальній температурі повітря найбільш спекотного місяця року, а температуру газоповітряної суміші, що викидається в атмосферу – згідно діючих для даного виробництва технологічних нормативів.

4. Витрату газоповітряної суміші визначають залежно від конструктивних особливостей джерела викиду за формулами:

– для круглих труб, м³/с:

, (2.3)

де D – діаметр труби, м;

– швидкість виходу газоповітряної суміші із труби, м/с;

• для прямокутних (квадратних) труб, м³/с:

, (2.4)

де – ефективний діаметр, рівний:

, (2.5)

де а, b – лінійні виміри поперечного перерізу труби, м.

5. Значення коефіцієнта приймають рівним 1 у випадку, якщо в радіусі 50Н від джерела викиду перепад висот місцевості не перевищує 50 м на 1 км, в інших випадках приймають поправку на рельєф згідно рекомендацій [2].

6. Значення коефіцієнтів m, n визначають залежно від параметрів f, f_e, , :

, (2.6)

, (2.7)

, (2.8)

. (2.9)

Коефіцієнт m визначають за формулами:

, якщо f<100, (2.10 а)

, якщо . (2.10 б)

У випадку у співвідношенні (2.10 а) коефіцієнт f замінюють коефіцієнтом f_е.

Коефіцієнт n при f<100 визначають залежно від за формулами:

n=1, якщо ; (2.11 а)

, якщо ; (2.11 б)

, якщо . (2.11 в)

При (або ) і (випадок холодних викидів) для розрахунку С_м замість формули (2.2) використовують формулу, мг/м³:

, (2.12)

де n – коефіцієнт, який визначають за формулами (2.11) при ;

К – коефіцієнт, який визначають за формулою:

. (2.13)

Відстань від джерела викиду, на якій приземна концентрація досягає свого максимального значення С_м за найбільш несприятливих метеорологічних умов визначають за формулою, м:

, (2.14)

де d – безрозмірний коефіцієнт.

Значення коефіцієнта d при f<100 визначають за формулами:

, якщо ; (2.15 а)

, якщо ; (2.15 б)

, якщо . (2.15 в)

Якщо або , значення коефіцієнта d визначають за формулами:

, якщо ; (2.16 а)

, якщо ; (2.16 б)

, якщо . (2.16 в)

Слід зауважити, що формули (2.2) та (2.12) дають можливість визначити максимальні значення приземних концентрацій домішок за умови відсутності їх фонового вмісту у повітрі. Якщо ж значення фонової концентрації деякої домішки не рівне нулю, то фактичне максимальне значення цієї домішки у приземному шарі атмосфери буде становити, мг/м³:

. (2.17)

Значення небезпечної швидкості вітру на рівні флюгера (10 м від рівня землі), при якій досягається максимальне значення приземної концентрації шкідливої домішки у випадку f<100 визначають за формулою, м/с:

, якщо ; (2.18 а)

, якщо ; (2.18 б )

, якщо . (2.18 в)

Якщо або формули (2.18) набувають вигляду:

, якщо ; (2.19 а)

, якщо ; (2.19 б)

, якщо . (2.19 в)

Розрахунок проводимо за комп’ютерною програмою, розробленою в середовищі Exel. Вихідні дані наведені в таблиці 2.1.Результати розрахунків наведені в таблиці 2.2

Табл.2.1-Вихідні дані

Вхідні дані
Назва	Маса викиду	Фонова конц.	ГДКмр,	Діаметр труби	Висота труби
домішки	М,г/с	Сф, мг/м3	мг/м3	d0,м	Н, м
Оксид вуглецю	8	0,01	5	1,4	24
Шв. викиду	Темп.викиду	Темп.пов	Коеф А	Коеф F	Коеф η
ν0, м/с	Тсум., 0С	Т0, 0С
5,8	85	38	200	1	1

Табл.2.2-Результати розрахунків максимальних приземних концентрацій без урахування забудови

Розрахунок максимальних приземних концентрацій без урахування забудови
Витрата	Різниця	Коеф. f	Коеф. vм	Коеф. v/м	Коеф. fе	Коеф m
V1	темп.ΔТ
8,928	47	1,739	1,68	0,439	68,06	0,825
Коеф n	Коеф К	Макс. конц.	Макс. конц.	Коеф d	Відстань	uм, м/с
		(без фону) См,мг/м3	(з фоном) С/м,мг/м3		Хм, м
1,05	0,0196	0,3219	0,3319	11,16	267,9	1,68