Вариант 4
.pdfВариант 4.
Задача №1. В паровом котле сжигается уголь с характеристиками, представленными в таблице. Расход угля составляет 2,2 т/ч. Известно: температура уходящих газов 145 °С, потери тепла от механической неполноты сгорания - 4%, температура воздуха в летний период 21 °С, диаметр устья трубы -1,5 м, высота трубы - 70 м, расход дымовых газов - 6 м3/с, скорость ветра - 1,5 м/с. Определить приземную концентрацию вредного вещества (твердые частицы), построить график распределения концентрации вредных веществ в атмосфере по оси факела выброса на отдалении от источника. Для расчета использовать модель Паскуилла-Гиффорда. Класс устойчивости атмосферы - С.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wp,% |
Ар, % |
Sр, % |
|
Qpн, ккал/кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12,0 |
13,2 |
|
0,3 |
|
|
|
|
5450 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Дано: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
10 |
6 |
|
|
|
explicit |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
B := 2.2 |
|
|
|
|
|
|
|
B := round |
,2 |
|
|
|
|
|
|
round |
|
2.2 10 |
|
|
,2 |
= 611.11 |
|
расходугля |
ORIGIN := 1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
час |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3600 |
|
|
|
|
ALL |
|
|
|
|
|
3600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
сек |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Tг:= 145 |
°С - температурауходящих газов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|||||||||||||||||||||||||||||
q4 := 4 |
|
|
% - потеритепла от механической неполноты сгорания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g:= 9.81 |
с2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tв := 21 |
°С - температуравоздуза в летний период |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
D:= 1.5 |
м - диаметр устья трубы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
H:= 70 |
|
|
м - высота трубы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Um := 1.5 м/с - скорость ветра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Vг:= 6 |
|
|
|
м3 |
расход дымовых газов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ккал |
|
Qнр:= round(Qнр 4.19 10- 3,3)= 22.836 |
МДж |
|
|
|
||||||||||||||||||
W := 12 % |
|
|
A:= 13.2 % |
S := 0.3 % |
|
Qнр:= 5450 |
|
|
z := 2 м |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кг |
|
|
|
|
Класс устойчивости "С" - умеренно неустойчивая атмоосфера, переменная облачность. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Определение количества твёрдых частиц при сгорании топлива: |
|
αун:= 1 |
η3 := 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мтв := |
0.01 |
B |
|
αун |
A + q4 |
|
Qнр |
|
|
(1 |
- η3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
32.68 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
explicit |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22.836 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
M := Мтв |
|
|
|
|
|
|
|
0.01 611.11 |
13.2 + |
4 |
(1 - |
|
0) = 97.748 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ALL |
|
|
32.68 |
|
|
сек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Zm := 10 |
м - высота замера приземной скорости ветра |
|
p := 0.1 поправочный коэффициент |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
H |
|
p |
|
|
|
explicit |
|
|
70 0.1 |
|
|
|
|
|
|
м |
скорость ветра на эффективной высоте источника выбросов |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Us := Um Zm |
|
|
|
|
ALL |
1.5 10 |
= 1.822 |
с |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Vг 4 |
|
|
|
|
|
|
explicit |
|
|
|
|
6 |
4 |
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ω0 := round |
|
|
|
|
, |
|
3 |
|
ALL |
|
round |
|
|
|
|
|
|
,3 |
= 3.395 |
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
π |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
π 1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Параметр Бриггса: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
Tг - Tв |
|
|
|
|
|
|
|
explicit |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
145 - 21 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
Fв := round g ω0 |
|
D |
|
|
, |
3 |
|
|
ALL |
|
round 9.81 |
|
3.395 |
1.5 |
|
|
|
|
,3 |
= 5.555 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
4 (Tг + 273.15) |
|
|
|
|
4 (145 + 273.15) |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расчёт модифицированной высоты источника выбросов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hs' := |
|
H |
|
if |
ω0 > 1.5 Us |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 70 |
|
|
м т.к. |
|
ω0 = 3.395м/с |
> |
1.5 Us = 2.733 м/с |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
H + 2 D |
ω0 |
- |
|
|
otherwise |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
Us |
1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Расчёт расстояния достижения максимальной концентрации вредного вещества: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
explicit |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
xf := round |
49 Fв |
|
|
|
if |
Fв < 55 |
,2 |
|
ALL |
|
|
round 49 |
5.555 |
|
, |
2 = 143.09 |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fв5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
119 |
|
|
otherwise |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассчёт эффективной высоты выбросов для классов устойчивости атмосферы: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
x:= (100 xf 250 |
500 |
750 |
1000 |
1500 2000 |
3000 |
4000 5000 |
6000) |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
n := |
1..12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
78.134 |
|
Расчёт дисперсий: |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
78.134 |
|
|
|
( |
|
|
,n) |
- 0.5 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
79.796 |
|
σy |
:= 0.11 x |
|
1 |
+ 0.0001 x |
|||
|
|
Fв3 xf 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
He |
:= Hs' + 1.6 |
|
if |
x |
< xf |
|
|
|
|
82.343 |
|
n |
1,n |
|
|
1 |
- 0.5 |
|||||||
|
Us |
|
|
|
|
σzn := 0.08 x1,n (1 |
+ 0.0002 x1,n) |
|||||||||||||||||
n |
|
|
|
|
1,n |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
84.129 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
85.551 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
(x1,n) |
|
|
|
He |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Fв |
3 |
3 |
|
|
n |
= |
87.801 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Hs' + 1.6 |
|
|
otherwise |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Us |
|
|
|
|
|
|
|
89.593 |
|
|
|
|
|
|
|
|
92.428
94.685
96.591
98.257
|
10.945 |
|
10.945 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
||
|
15.628 |
|
15.628 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.431 10- 10 |
|||
|
27.163 |
|
|
|
27.163 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.085 10- 4 |
|
|
53.675 |
|
|
|
53.675 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(z-Hen)2 |
|
|
(z+Hen)2 |
|
|
0.195 |
|
||||||
|
79.57 |
|
|
|
79.57 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 0.5 |
|
|
|
|
- 0.5 |
|
|
|
|
|
0.646 |
|
|
|
|
|
|
(σzn)2 |
|
|
(σzn)2 |
|
||||||||||||
σy = |
104.881 |
|
σy = |
104.881 |
|
Vn := |
|
|
|
|
|
|
1.007 |
|
|||||||
|
153.863 |
|
|
|
153.863 |
|
e |
|
|
+ |
e |
|
|
|
|
V = |
|
|
|||
200.832 |
|
|
200.832 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.412 |
|
|||
|
289.429 |
|
|
|
289.429 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.606 |
|
|
371.868 |
|
|
|
371.868 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.776 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.848 |
|
||
|
449.073 |
|
|
|
449.073 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
521.776 |
|
|
|
521.776 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.887 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
V 103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.91 |
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cn := |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 π Us σy σz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
n |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
1.5 |
|
|
|
|
|
6.927 10- 9 |
|
|
|
|
|
|
|
8.188 10- 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.815 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.239 |
|
1 |
|
|
|
C = |
|
1.123 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0.744 |
|
Cn |
|
|
|
|
|
0.505 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
0.276 |
|
|
|
|
|
|
|
0.178 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
0.127 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.097 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 103 |
4 103 |
6 103 |
|
|
|
|
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
x1,n |
|