3. Расчет концентраций загрязняющих веществ от низких источников

Расчет приземных концентраций от низких источников имеет свою специфику и не регламентируется «Указаниями по расчету вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий», ОНД-86.

Для проведения расчетов необходимо иметь следующие исходные данные:

1.Основные размеры зданий (длина, ширина, высота), расстояние между ними, взаимное расположение промышленной площадки и селитебной территории, которые определяются по ситуационному и генеральному планам объекта.

2.Место расположения источников, их количество, высоты от уровня земли, размеры и т.п. по данным технологических и санитарно-технических разделов проекта.

3.Характеристику выбросов: мощность, скорость, объем газовоздушной смеси, поступающей из источника, перечень вредных веществ (по исходным данным проекта и по данным инвентаризации источников выбросов).

1. Концентрации от линейных источников при направлении ветра под углом 15-165⁰ к продольной оси здания, рассчитываются по следующим формулам:

1. В подветренной циркуляционной зоне, мг/м³:

,

(7)

где N – безразмерная величина, принимаемая для широкого здания равной 2,8; а для узкого 2,0;

m - безразмерный коэффициент, учитывающий место расположения источника на крыше широкого здания (см. рис.4). m для узкого здания принимается равным 1.

Коэффициенты b на рис. 4 определяются из соотношений:

- источник в наветренной зоне;

- источник вне наветренной зоны ;

b и b₃ – ширина здания принимается в соответствии с рис. 1-3, м;

h - высота, м;

– безразмерный коэффициент, учитывающий влияние длины здания, определяется из рисунка 5 через величину :

;

при 10 принимается К_l=1 ;

М – мощность источника выброса, мг/с;

V_оп – опасная скорость ветра (для линейных источников принимается равной 1 м/с);

- расчетная длина здания, учитывающая направление ветра, м.

,

(8)

где – угол между направлением ветра и продольной осью здания, град; при l_α=l.

3.1.2. За пределами подветренной циркуляционной зоны:

,

(9)

где Х – расстояние от подветренной стены здания до расчетной точки, м.

3. В межкорпусной циркуляционной зоне:

.

(10)

При расчетах по формулам (9) и (10) для широкого здания принимается b=0.

3.2. При направлении ветра ±15⁰ к продольной оси широкого здания концентрации от линейных источников рассчитываются по формулам:

3.2.1. В подветренной циркулляционной зоне:

. (11)

3.2.2.. За пределами подветренной циркулляционной зоны:

.

(12)

3. В межкорпусной циркулляционной зоне с наветренной стороны:

, (13)

где – безразмерный коэффициент, учитывающий место расположения источника на крыше, определяется по рис. 4 в соответствии с рассчитываемой величиной:

- источник вне наветренной зоны ;

Х₁ – если первое по потоку здание широкое, т.е. 4h<x₁ 8h, принимается x₁=4h; если первое по потоку здание узкое, т.е. 6h<x₁ 10h, принимается x₁=6h.

S₁ – безразмерная величина, учитывающая снижение осевой концентрации в поперечном сечении факела на расстоянии У от оси (рис.10):

.

(14)

Для узкого здания концентрацию в единой циркулляционной зоне и за ней следует определять, соответственно, по формулам (7) и (9).

3. Концентрации от точечных источников, создаваемых в подветренной, единой и межкорпусной циркулляционных зонах, определяются по обобщенной формуле (15):

(15)

где К_н – безразмерный коэффициент, учитывающий изменение высоты рассматриваемого источника. Он зависит от относительной эффективной высоты источника и берется из рис.6

На этом рисунке рассчитывается по следующим формулам:

1. Вне единой или межкорпусной циркулляционной зоны для узкого здания и наветренной зоны для широкого промышленного здания:

.

(16)

2. Вне наветренной зоны или над межкорпусной циркуляционной, когда первое по потоку здание широкое:

(17)

В формуле (15) – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние турбулентности атмосферы, определяется по рис.7 в соответствии с соотношением V_оп/V₁,

где V₁ – min скорость ветра равняя 1м/с, при которой аэродинамические силы преобладают над термическими в приземном слое атмосферы;

V_оп – опасная скорость ветра равная 1м/с для источников, когда их эффективная высота не превышает высоту циркулляционной зоны, а также для источников, расположенных на крыше широкого здания на расстоянии b₃ > b_{3 кр} , где b_3кр=7,2 (H_эф-h) – расстояние от источника до подветренной стены здания, на котором граница факела выбросов при ветре 1м/с касается этой стены.

V_оп при другом расположении источника выброса определяется по формулам:

а) на крыше широкого отдельно стоящего или смежного со вторым по потоку здания на расстоянии b_з<b_{з кр} по формулам соответственно:

для широкого отдельно стоящего здания:

,

(18)

для смежного здания:

(19)

где D – диаметр устья круглого сечения, м;

- скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника, м/с;

б) на крыше узкого отдельно стоящего здания

;

(20)

в) на крыше узкого смежного со вторым по потоку здания

.

(21)

Если рассчитанные по формулам (18)-(21) V_оп<1м/с, то следует принимать V_оп=1м/с.

В формуле (15) значение коэффициентов следует принимать исходя из табл. 1.

Таблица 1

Значения постоянных величин и коэффициентов

Место определения концентрации	N	m	Кн	Ψ	N1
1	2	3	4	5	6
1.Источник некомбинированный а) в циркулляционной зоне широкого здания узкого здания б) в межкорпусной циркулляционной зоне, когда первое здание: широкое узкое	0,8 0,6 2,0 1,5	1,0 1,0 1,0 1,0	1,0 1,0 1,0 1,0	1,0 1,0 1,0 1,0	h h х1* х1**
2.Источник
комбинированный а) в циркулляционной зоне широкого здания узкого здания б) в межкорпусной циркулляционной зоне, когда первое здание: широкое узкое	0,8 0,6 2,0 1,5	m m m m	Кн Кн Кн Кн	Ψ Ψ Ψ Ψ	h h х1* х1**

Примечания *) При 4h<x₁ 8h принять x₁=4h;

**) При 6h<x₁ 10h, принять x₁=6h.

При расчетах по формуле (15) должны быть соблюдены следующие условия:

для широкого здания ,

для узкого здания .

4. Концентрация от точечного источника за пределами циркулляционных зон рассчитывается по формулам:

   1. Некомбинированный источник:

.

(22)

2. Комбинированный источник на участке Х<Х_в (см. рис.3,б и рис.10), мг/м³:

,

(23)

при этом Х_в – расстояние до точки соприкосновения с поверхностью земли нижней части факела высокого источника, м (рис.10):

:

а) для широкого здания

,

(24)

б) для узкого здания

.

(25)

Комбинированный источник на участке Х>Х_в (см. рис.3,б):

, мг/м3

(26)

где С_тк – определяется по формуле (23);

С_тв – концентрация, создаваемая вредными веществами, не поступающими в циркулляционную зону; определяется по следующей приближенной формуле:

,	(27)
где .	(28)

В формуле (27) S₂ – безразмерная величина ( определяется по рис. 8), учитывает снижение осевой концентрации в поперечном сечении факела на расстоянии У от оси (рис.10).

На рис. 8 определяется по формуле (29):

(29)

где Ψ – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние турбулентности атмосферы при изменении скорости ветра;

х_u – расстояние от источника до расчетной точки, м.

5. При расположении низкого линейного или точечного источника впереди последнего по потоку промышленного здания, т.е. когда источник находится между промышленными зданиями, концентрацию вредных веществ нужно рассчитывать по формулам (9), (22), (23) и (27) соответственно.