№1 Лабораторная работа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО СВЯЗИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

(МТУСИ)

Кафедра Экологии

Практическое задание № 1

Вариант № *

Оценка уровня выбросов вредных

веществ в атмосферу

Выполнил студент группы ***** ______________ *********

Проверила __________________ *********

Москва 2001

Практическое задание №1.

Оценка уровня выбросов вредных веществ в атмосферу.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Для промышленного предприятия, расположенного на ровной местности,

1) рассчитать величину максимальной концентрации вредного вещества у земной поверхности, прилегающей к предприятию, при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси;

2) определить расстояние от источника выброса, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации вредных веществ (по оси факела);

3) определить фактическую концентрацию вредного вещества у поверхности земли с учетом фонового загрязнения воздуха и дать оценку рассчитанного уровня загрязнения воздуха в приземном слое промышленными выбросами путем сравнения со среднесуточной предельно допустимой концентрацией (ПДК);

4) определить опасную скорость ветра и рассчитать значения приземных концентраций вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на расстояниях X= 50, 500 м. от источника выброса;

5) рассчитать предельно допустимый выброс вредного вещества.

2. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Формулы

1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества С_м,мг/м³ , при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источникапри неблагоприятных метеорологических условиях определить по формуле:

(мг/м 3)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе (для Московского региона равен 140).

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе (для газообразных вредных веществ F = 1);

- безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (в случае ровной местности =1);

m, n - безразмерные коэффициенты, вычисляемые согласно пункту б).

Для определения С_м необходимо:

а) рассчитать среднюю линейную скорость ₀, м/с, выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса:

(м/с)

б)значения коэффициентов m и n определить в зависимости от параметров f и 𝜈м:

в) коэффициент m определить в зависимости от f по формуле:

г) коэффициенты n и d для п.2 определить в зависимости от величины 𝜈м:

при 𝜈м ≥ 2; n=1; d=7∙ √𝜈м ∙ (1 + 0,28 ∙ );

при 0,5 ≤ 𝜈м < 2; n=0,532∙ 𝜈м 2 − 2,13 ∙ 𝜈м + 3,13;

d=4,95∙ 𝜈м ∙ (1 + 0,28 ∙ );

при 𝜈м < 0,5; n=4,4∙ 𝜈м; d=2,48∙ (1 + 0,28 ∙ )

2. При При неблагоприятных метеорологических условиях максимальная приземная концентрация вредных веществ достигается на расстоянии от источника выброса:

(м)

Вышеприведенные формулы для расчета См и Хм справедливы при опасной скорости ветра: 𝑢м = 0,5м/с, если 𝜈м ≤ 0,5; 𝑢м = 𝜈м , если 0,5 < 𝜈м ≤ 2; 𝑢м = 𝜈м ∙ (1 + 0,12 ∙ √𝑓) для нагретых выбросов при 𝜈м> 2.

3. Значения приземных концентраций вредных веществ Сх в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях от источника выброса при опасной скорости ветра определяется по формуле Сx =S1 ·См, где S1 –безразмерная величина, определяемая в зависимости от соотношения

При X/Хм≤1; 𝑆1 = 3(𝑋⁄𝑋м ) 4 − 8(𝑋⁄𝑋м ) 3 + 6(𝑋⁄𝑋м ) 2 ;

При 1<X/Хм≤8; 𝑆1 = 1,13⁄(0,13 (𝑋⁄𝑋м)^2 + 1).

4. Расчет предельно допустимого выброса нагретого вредного вещества(ПДВ) производится по формуле:

(г/с)

Решение:

Исходные данные

, мг/м3	M, г/с	Q, м3/с	ΔT, ◦C	H, м	D, м	Тип в-ва
0.9	7.6	2.7	14	23	0.9	СO

Средняя линейная скорость

Параметр f и 𝜈м

Коэффициент m

Коэффициент n и d

n=0,532∙ 𝜈м 2 − 2,13 ∙ 𝜈м + 3,13 = 1.809

d=4,95∙ 𝜈м ∙ (1 + 0,28 ∙ ) = 5.177

При неблагоприятных метеорологических условиях максимальная приземная концентрация вредных веществ достигается на расстоянии от источника выброса

Значения приземных концентраций вредных веществ Сх в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях от источника выброса при опасной скорости ветра определяется по формуле

1. X=50

2. X=500

X	50	500
	0.4198843
	0.5588507	0.343263
	0.4811303	0.2955248

5. Расчет предельно допустимого выброса нагретого вредного вещества(ПДВ) производится по формуле:

Вывод: Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества См, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из одиночного источника при неблагоприятных метеорологических условиях намного меньше среднесуточной предельно допустимой концентрации вредного вещества (0.8609 мг/м^3 << 3 мг/м^3), следовательно такая труба проходит по установленным нормам.

• Расчёт в Scilab 6.0.2

// Вычисления выполнены в программе Scilab 6.0.2

// Выполнил Студент *****************

// Фоновая концентрация вредного вещества в приземном воздухе Cf, [мг/м^3]

Cf = 0.9;

// Масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу M, [г/c]

M = 7.6;

// Объем газовоздушной смеси, выбрасываемой из трубы Q, [(м^3)/c]

Q = 2.7;

// Разность между температурами смеси и окружающего воздуха dT, [◦C]

dT = 14;

// Высота трубы Н, [м]

H = 23;

// Диаметр устья трубы D, [м]

D = 0.9;

// Для определения Cм необходимо:

// Рассчитать среднюю линейную скорость w0, [м/c] выхода смеси из устья источника выброса

w0 = 4*Q/(%pi*D^2)

w0 =

4.2441318

// Рассчитать параметры vm и n

f = 1000*(D*w0^2)/(dT*H^2)

f =

2.1889535

vm = 0.65*nthroot(Q*dT/H,3)

vm =

0.7670694

// Определить коэффициент m в зависимости от f

m = 1/(0.67+0.1*sqrt(f)+0.34*nthroot(f,3))

m =

0.7940221

// Коэффициенты n и d определяются в зависимости от величины vm

--> if (0.5<=vm) and (vm<2)

> n = 0.532*vm^2 - 2.13*vm + 3.13

> d = 4.95*vm*(1+0.28*nthroot(f,3))

> end

ans =

T

n =

1.8091685

d =

5.17741

// Рассчет Cм

// Исходя из условия:

A = 140; F = 1; mu = 1;

Cм = (A*M*F*m*n*mu)/((H^2)*nthroot(Q*dT,3))

Cм =

0.8609282

//2.Определить расстояние от источника выброса, на котором достигается величина максимальной приземной концентрации вредных веществ (по оси факела).

// Определяем Xм, [м]

Xм = (5 - F)*d*(H/4)

Xм =

119.08043

//3.Определяем значения приземных концентраций вредных веществ Сх в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях от источника выброса при опасной скорости ветра по формуле

//Опасная скорость ветра [м/c]:

//𝑢м = 𝜈м , если 0,5 < 𝜈м ≤ 2;

//𝜈м = 0,7670694, следовательно 𝑢м = 0,7670694

// Определяем значения приземных концентраций при X = 50

X = 50;

X/Xм

ans =

0.4198843

--> if (X/Xм)<=1

> S1 = 3*(X/Xм)^4 - 8*(X/Xм)^3 + 6*(X/Xм)^2

> elseif (1<(X/Xм)) and ((X/Xм)<=8)

> S1 = 1.13/(0.13*(X/Xм)^2 + 1)

> end

S1 =

0.5588507

Cx=S1*Cм

Cx =

0.4811303

// Определяем значения приземных концентраций при X = 500

X = 500; X/Xм

ans =

4.1988427

--> if (X/Xм)<=1

> S1 = 3*(X/Xм)^4 - 8*(X/Xм)^3 + 6*(X/Xм)^2

> elseif (1<(X/Xм)) and ((X/Xм)<=8)

> S1 = 1.13/(0.13*(X/Xм)^2 + 1)

> end

ans =

T

S1 =

0.343263

Cx=S1*Cм

Cx =

0.2955248

// Расчет ПДВ [г/c]

ПДКсс = 3;

ПДВ = (ПДКсс - Cf)*((H^2)*nthroot(Q*dT,3))/(A*F*m*n*mu)

ПДВ =

18.538131