Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Охрана окружающей среды. Учебное пособие для проведения практических занятий
.pdf
Таблица 34. – Значение коэффициента, учитывающего аэрацию местно-
Условное обо-
значение
А Транспортные тоннели 2,7
В Транспортные галереи 1,5
С Магистральные улицы и дороги с многоэтажной за-
D Жилые улицы с одноэтажной застройкой, улицы и
E Городские улицы и дороги с односторонней застрой-
сти, К
Тип местности по степени аэрации Коэффициент
стройкой с двух сторон
дороги в выемке
кой, набережные, эстакады, высокие насыпи
А
К
А
1,0
0,6
0,4
Таблица 35. – Значение коэффициента, учитывающего изменение за-
грязнения атмосферного воздуха окисью углерода в зависимости от величи-
ны продольного уклона, К
Продольный уклон, º Коэффициент КУ
0 1,00
2 1,06
4 1,07
6 1,18
8 1,55
У
Таблица 36. – Значение коэффициента, учитывающего изменение кон-
центрации окиси углерода в зависимости от скорости ветра, К
Скорость ветра, м/с Коэффициент КС
1 2,70
2 2,00
3 1,50
С
4 1,20
5 1,05
6 1,00
71
Таблица 37. – Значение коэффициента, учитывающего изменение кон-
центрации окиси углерода в зависимости от влажности воздуха, К
Относительная влажность воздуха φ, % Коэффициент КВ
100 1,45
90 1,30
80 1,15
70 1,00
60 0,85
50 0,75
40 0,60
Таблица 38. – Значение коэффициента, учитывающего увеличение за-
грязнения атмосферного воздуха окисью углерода у пересечений
Условное обозначе-
ние
Тип пересечения Коэффициент КП
В
1 Регулируемое пересечение
1а Светофорами обычное 1,8
1b Светофорами управляемое 2,1
1c Саморегулируемое 2,0
2 Нерегулируемое
2a Со снижением скорости 1,9
2b Кольцевое 2,2
2c С обязательной остановкой 3,0
Таблица 39. – Значение коэффициента токсичности автомобилей по
выбросам в атмосферный воздух окиси углерода, К
Тип автомобиля Коэффициент КTi
Легкий грузовой
Средний грузовой
Тяжелый грузовой (дизельный)
Ti
Автобус
Легковой
72
Задания для самостоятельного выполнения
Существенной составляющей загрязнения воздушной среды городов,
особенно крупных, являются выхлопные газы автотранспорта, которые в ряде столиц мира, административных центрах России и стран СНГ, городахкурортах составляют 60 – 80% от общих выбросов. Многие страны, в том
числе и Россия, принимают различные меры по снижению токсичности выбросов, путем лучшей очистки бензина, замены его на более чистые источники энергии (газовое топливо, этанол, электричество), снижения свинца в
добавках к бензину. Проектируются более экономичные двигатели с более
полным сгоранием горючего, создание в городах зон с ограниченным движением автомобилей и др. Несмотря на принимаемые меры, из года в год растет
число автомобилей и загрязнение воздуха не снижается.
Известно, что автотранспорт выбрасывает в воздушную среду более 200
компонентов, среди которых угарный газ, углекислый газ, окислы азота и серы, альдегиды, свинец, кадмий и канцерогенная группа углеводородов (бензопирен и бензоантроцен). При этом наибольшее количество токсичных веществ выбрасывается автотранспортом в воздух на малом ходу, на перекрестках, остановках перед светофорами. Так, на небольшой скорости бензиновый двигатель выбрасывает в атмосферу 0,05% углеводородов (от общего
выброса), а на малом ходу – 0,98%, окиси углерода соответственно – 5,1% и
13,8%. Подсчитано, что среднегодовой пробег каждого автомобиля 15 тыс.
км. В среднем за это время он обедняет атмосферу на 4350 кг кислорода и
обогащает ее на 3250 кг углекислого газа, 530 кг окиси углерода, 93 кг углеводородов и 7 кг окислов азота.
Данная практическая работа дает возможность оценить загруженность
участка улицы разными видами автотранспорта, сравнить в этом отношении
разные улицы и изучить окружающую обстановку. Собранные параметры
необходимы для расчетов уровня загрязнения воздушной среды, предлагаемого в следующей работе.
73
Задание 1. Выполните практическую работу.
Указания к выполнению работы
Студенты разделяются на группы по 3 – 4 человека (один считает, другой записывает, остальные дают общую оценку обстановки). Студентов
предварительно инструктируют, затем размещают на определенных участках
разных улиц с односторонним движением. В случае двустороннего движения
каждая группа располагается на своей стороне. Сбор материала по загруженности улиц автотранспортом может проводиться как путем разового практического занятия, так и более углубленно (для курсовых, дипломных работ) с
замерами в 8, 13 и 18 часов, в ночные часы. Из ряда замеров вычисляют
среднее. Интенсивность движения автотранспорта определяется методом
подсчета автомобилей разных типов 3 раза по 20 мин в каждом из сроков.
Учет ведется способом точкования и «квадратиков». Запись ведется согласно
таблице 40.
Таблица 40. – Интенсивность движения автотранспорта
Время Тип автомобиля Число единиц
Легкий грузовой
Средний грузовой
Тяжелый грузовой (дизельный)
Автобус
Легковой
На каждой точке наблюдений производится оценка улицы.
1. Тип улицы: городские улицы с односторонней застройкой (набереж-
ные, эстакады, виадуки, высокие насыпи), жилые улицы с двусторонней застройкой, дороги в выемке, магистральные улицы и дороги с многоэтажной
застройкой с двух сторон, транспортные тоннели и др.
2. Уклон. Определяется глазомерно или эклиметром.
3. Скорость ветра. Определяется анемометром.
4. Относительная влажность воздуха. Определяется психрометром.
5. Наличие защитной полосы из деревьев и др.
74
Собранные материалы записывают на доске в аудиторном или лабораторном помещении (в этот же день, если занятие четырехчасовое; на другом
занятии, если первое двухчасовое). Автомобили разделяют на три категории:
с карбюраторным двигателем, дизельные, автобусы «Икарус», согласно данным, представленным в таблице. Производят оценку движения транспорта по
отдельным улицам. Строят графики в которых по оси Y откладывают число
автомобилей (шт), а по оси Х – Время суток (в часах). Оценка производится
по различным видам транспорта (грузовой, легковой и т.д.), при этом график
строится разноцветными ручками или используются разные типы линий
(пунктир, сплошная и т.д.).
Итогом работы является суммарная оценка загруженности улиц автотранспортом согласно ГОСТ-17.2.2.03-77: низкая интенсивность движения 2,7 – 3,6 тыс. автомобилей в сутки, средняя – 8 – 17 тыс. и высокая – 18 – 27
тыс. Производится сравнение суммарной загруженности различных улиц города в зависимости от типа автомобилей, дается объяснение различий.
Вопросы для беседы
1. Объясните, почему автомобиль считают мощным загрязнителем био-
сферы?
2. Чем опасны автомобильные пробки?
3. Какие виды транспорта считают мощным загрязнителем биосферы?
4. Какой вред биосфере наносит автомобиль?
5. Почему особенно опасным считают выделяемый при сжигании авто-
мобильного топлива свинец?
6. В чем проявляется вред от использования большого количества ки-
слорода для сжигания автомобильного
топлива?
7. Как влияет автомобиль на газовый баланс атмосферы?
8. Почему газ как горючее меньше загрязняет атмосферу, чем бензин?
9. Почему до сих пор не перешли на использование водорода, солнечной
энергии в автомобильном транспорте?
75
10. Почему меньше всего наносит вреда природе безостановочное дви-
жение транспорта по принципу «зеленой волны?
11. Почему во многих городах мира предпочтение отдают троллейбусу?
12. Почему в городах стараются заменять автобусы трамваями?
13. Каковы преимущества электромобилей, солнцемобилей перед авто-
мобилем?
14. Как можно уменьшить отрицательное влияние автомобильного
транспорта?
15. Опишите ситуацию складывающуюся при движении совокупности
различных транспортных средств по автомобильным дорогам.
16. Какие характеристик оказывают влияние на окружающую, среду при
движении совокупности транспортных средств по дорогам?
17. Назовите основные загрязнители атмосферного воздуха, входящие в
состав выхлопов автотранспорта.
18. Каким образом оценивается загрязнение атмосферного воздуха отра-
ботанными газами автомобилей удобно?
Темы для подготовки рефератов
1. Оценка видов и масштабов воздействия транспорта на окружающую
среду, дифференциация по уровню загрязнений.
2. Основные направления и мероприятия по снижению уровня вредных
выбросов автотранспорта (технологические, санитарно-технические, планировочные и административные).
3. Направления технического совершенства двигателей внутреннего сгорания и разработка альтернативных видов автомобилей.
4. Существующие схемы использования, переработки и утилизации
отходов автотранспорта (разборка и сортировка металлов, шин, резинотехнических изделий, полимеров и др.).
76
ЗАНЯТИЕ 8
ТЕМА: ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ. ИНЖЕНЕРНАЯ
ЗАЩИТА БИОСФЕРЫ
Цель занятия: ознакомиться с типами, видами и формами промышлен-
ного загрязнения окружающей среды и методами борьбы с ним.
Словарный диктант: промышленность, промышленные загрязнения,
выбросы, циклон, отходы производства, токсические отходы, опасные отходы, безотходные технологии.
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ
Для очистки воздуха от твердых взвешенных частиц на промышленных
предприятиях широко используются циклоны. Циклон представляет собой
цилиндрический резервуар с конусом внизу. Неочищенный воздух поступает
внутрь цилиндра в его верхней части, где воздушный поток закручивается
вокруг центральной трубы. Под действием центробежной силы твердые пылевые частицы ударяются о стенки, и, теряя свою
энергию, падают в нижнюю половину конусообразной части циклона, где располагается пылесборник. Хотя воздушный (газовый) поток и теряет свою мощность, его давление
остается постоянным за счет сужения поперечного сечения в нижней части
циклона. Очищенный воздух по центральной трубе удаляется в атмосферу
или поступает в другое устройство, предназначенное для более
тонкой очи-
стки.
ЗАДАНИЕ 1
Проанализируйте предложенный пример для расчета циклона.
Предположим, что для расчета циклона имеются следующие исходные
данные:
3
– объем очищаемого газа Q=1,5 м
/с
– плотность газа при рабочих условиях ρ=1,7 кг/м
3
– плотность частиц пыли ρЧ=2000 кг/м
– дисперсный состав пыли d
– входная концентрация пыли С
=20мкм и lgδ=0,8
М
=10 г/м
вх
77
3
3
– вязкость при рабочей t° µ=17,5·106 Па·с.
Требуется рассчитать циклон для заданного источника выделения пыли
с эффективностью очищения η=0,8.
Указания к решению задачи
1. Выбираем циклон (табл. 42), для которого диаметр частиц пыли ори-
τ
ентировочно dм > 2·d
(мкм); dм – медианный размер частиц, который пред-
50
ставляет такой размер, при котором количество частиц крупнее dм, равно количеству частиц мельче dм.
2. По выбранному типу циклона, определяем оптимальную скорость
движения газа ω
в сечении циклона диаметром D с учетом данных таблицы
ОП
42.
ЦН-24 => ωоп = 4,5м/с.
3. Рассчитываем диаметр циклона D, м, по формуле:
=
πω
)(4ОПQD
Полученное значение D округляем до ближайшего типового значения
внутреннего диаметра циклона. Если расчетный диаметр циклона превышает
его максимально допустимое значение, то необходимо применять два или
более параллельно установленных циклона:
.655652,0)5,414,3/(5,14 мммD ==⋅⋅=
Типовое значение внутренних диаметров D, мм: 200, 300, 400, 500, 700,
800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2400, 3000.
Ближайшее типовое значение внутреннего диаметра циклона D=700 мм.
По диаметру циклона находим действительную скорость движения газа
в циклоне по формуле:
2
),/(4
πω
DnQ ⋅⋅⋅=
где n – число циклонов. Действительная скорость в циклоне не должна
отклоняться от оптимальной более чем на 15%.
ω
2
./9,3)7,0114,3/(5,14
см=⋅⋅⋅=
4. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления точного
78
циклона:
ζ
ζ
⋅⋅=
=⋅⋅
=
ζ
[
+⋅=
η
где k
– поправочный коэффициент, учитывающий диаметр циклона
1
(табл. 43), k
(табл.44); ζ5
kk
– поправочный коэффициент, учитывающий запыленность газа
2
– коэффициент гидравлического сопротивления циклона диа-
00
,
50021
метром 500 мм (таблица 42):
25,717595,00,1
5. Определяем значение гидравлического сопротивления циклона по
формуле:
2
2/
ωζ
ВЫХВХ
⋅⋅=−=∆ pРРР
,
где ρ – плотность газа в расчетном сечении аппарата; ω – скорость газа в
расчетном сечении аппарата.
2
=⋅⋅=∆
ПаP 15,9212/9,37,125,71
6. Определяем эффективность очистки газов в циклоне по формуле:
]
)(15,0 ХФ
, где
1
ddХ
50
)/lg(
lglg
+
Т
,
22
δδ
(0≤Х≤0,6
(Х≥0,6
Т
, приведенные в таб-
50
ХФ
Значения lgδ
=
⎧
=
)(
⎨
1
⎩
берутся из таблицы 42. Значения d
Т
Х
1
−
Х
M
+⋅
5,03762,0
+⋅
5,08,5
лице 42, определены по условиям работы типового циклона, для которого
справедливы следующие значения:
=0,6 м; ρЧТ=1930 кг/м
D
T
3
; µТ=22,2·10
6
Па·с; ωТ=3,5м/с.
В случае отклонений условий работы циклона от типовых
50
T
50
ppDDdd ⋅⋅⋅=
)/()/()/()/(
ωωµµ
ТТЧЧТT
.
Полученное значение d
должно быть меньше dМ (заданного). Если это
50
не выполняется, необходимо выбрать другой циклон с меньшим значением
Т
.
d
50
79
1
[
=+=
η
=Х
)587,7/20lg(
22
8,0308,0
+
491,0
=
,
]
842,0685,015,0
.
685,0)( =ХФ
Если расчетное значение η окажется меньше значения, требуемого по
условиям допустимого выброса пыли в атмосферу, то необходимо выбрать
другой тип циклона с большим значением коэффициента гидравлического
сопротивления. Концентрация пыли на выходе из циклона определяется по
формуле:
3
ВХВЫХ
η
=⋅=−⋅=
/6,116,010)1( мгСС
.
Таблица 41. – Исходные данные для выполнения задания
№
п/п
1. Клинкерно-обжигательная печь 20 1,29 17,3 23 0,501 30 200 0,85
2. 26 1,29 17,3 20 0,602 10 2000 0,80
3. 10 1,29 17,3 14 0,535 25 2000 0,80
4. 16 1,29 17,3 9 0,497 20 2000 0,80
5. Шахтная мельница 0,1 1,29 17,3 56 0,97 100 2240 0,80
6. 2 1,29 17,3 16 0,250 10 2600 0,85
7. 10 1,29 17,3 14 0,250 20 2600 0,85
8. Крекинг установка 10 1,29 17,3 7 0,301 15 2600 0,85
9. Углесушительный барабан 5 1,29 17,3 15 0,334 50 1350 0,80
10. Шаровая мельница 1 1,29 17,3 6 0,468 20 2900 0,80
11. Вращающаяся цементная печь 10 1,29 17,3 7 0,345 40 2000 0,80
12. Вращающаяся цементная печь 10 1,29 17,3 18 0,652 20 2000 0,85
Наименование оборудования Q ρ µ d
lg δ CВХ Ρ
M
η
Ч
13. Электролизер алюминия 5 1,29 17,3 10 0,352 1 2700 0,85
14. Вращающаяся печь обжига 2 1,29 17,3 13 0,215 100 2900 0,85
15. Вращающаяся печь обжига 3 1,29 17,3 8 0,506 40 2650 0,80
16. Распылительная сушилка 10 1,29 17,3 8 0,210 4 1800 0,80
17. Барабанная сушилка 10 1,29 17,3 15 0,360 10 1800 0,80
18. 12 1,29 17,3 11 0,360 20 1800 0,80
19. Барабанная сушилка 8 1,29 17,3 20 0,352 10 2700 0,85
20. Цементная мельница 5 1,29 17,3 12 0,468 60 2900 0,85
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]