6. Влияние низких источников вредных выбросов

на загрязнение воздушной среды

Низкий источник – когда вредные выбросы поступают в аэродинамическую тень (завихренную зону) за зданием.

Максимальная приземная концентрация вредных веществ у здания С_м, мг/м³, при выбросе М, мг/с, скорости ветра V_в, м/с, и высоте здания Н_зд рассчитывается по зависимости

С_м = , (21)

где k_h = 2/exp(0,61∙h²_э), h_э = (h_тр + ∆h) / Н_зд, ∆h = α∙D_тр∙W_у / V_в , где α = 1,5 при V_в> 2 м/с и α = 1,9 при V_в ≤ 2 м/с, ∙D_тр – диаметр устья трубы выброса, м, W_у – скорость выброса в устье трубы, k_l – коэффициент, зависящий от отношения длины здания l к его высоте Н_эд, его величина приведена в табл. 6.1.

Таблица 6.1

L /Нзд	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
kl	1,2	1,3	1,15	1	0,8	0,65	0,5	0,4	0,3	0,2

Так называемая опасная скорость ветра определяется по зависимости

U = 3,8∙D_у∙ W_у∙В/Н_зд, (22)

где В = .

Максимальная приземная концентрация при опасной скорости ветра

С_м = , (23)

где Е = .

Пример.

Требуется определить приземную концентрацию вредных веществ у узкого здания высотой Н_зд = 15 м, l_{зд =} 15 м при высоте трубы над зданием h_тр = 1м, величине выброса М = 1000 мг/с, расходе газовоздушной смеси L = 2000 м³/ч (0,555 м³/с) для трех условий:

1 - W_у = 5 м/с,

2 – при величине опасной скорости ветра U = 1 м/с,

3 – над трубой установлен зонт.

Первый вариант: площадь устья трубы F = L/ W_у = 0,555/5 = 0,111 м² и диаметр устья трубы равен D_у = 0, 375 м.

При V_в = 1 м/с ∆h = 2,8 м, h_э = 0,25, В = 0,63, Е = 1,07, U = 0,3 м/с, С_м = 24,8 мг/м³ ,

при V_в = 2 м/с ∆h = 1,4 м, h_э = 0,16, В = 0,6, Е = 1,1, U = 0,28 м/с, С_м = 27 мг/м³,

при V_в = 5 м/с ∆h = 0,6 м, h_э = 0,1, В = 0,58, Е = 1,2, U = 0,26 м/с, С_м = 30 мг/м³.

Следовательно, при малой скорости газовоздушного потока и изменении скорости ветра в 5 раз концентрация у стены здания изменяется в 1,2 раза.

Второй вариант:

при V_в = 1м/с ∆h = 2,8 м, h_э = 0,25, В = 0,63, W_у = 16,7 м/с, Е = 1,07, С_м = 7,4 мг/м³ ,

при V_в = 2 м/с ∆h = 6,2 м, h_э = 0,16, В = 0,6, W_у = 17,5 м/с, Е = 1,1, С_м = 7,1 мг/м³ ,

при V_в = 5 м/с ∆h = 1,4 м, h_э = 0,16, В = 0,58, W_у = 18,2 м/с, Е = 1,2, С_м = 6,8 мг/м³ ,

Следовательно, увеличение скорости газовоздушного потока с 5 до 17,5 м/с, т.е. в 3,5 раза, и опасной скорости ветра приводит к пропорциональному снижению приземной концентрации вредных веществ.

Третий вариант:

при W_у = 0 ∆h = 0, h_э = 0,067, В = 0,55, Е = 0,33, C_m →∞,

при подъеме скорости газовоздушного потока со скоростью W_у = 0,1 м/с будем иметь ∆h = 0,06 м, h_э = 0,085, С_м = 373 мг/м³,

при W_у = 0,5 м/с С_м = 250 мг/м³.

Следовательно, установка зонта над выбросной трубой (шахтой) приводит к образованию максимальной приземной концентрации вредных веществ у источника.