Расчет рассеивания горячих выбросов вредных веществ в атмосфере

Задание: В соответствии с заданным вариантом произвести расчет рассеивания нагретого выброса указанного в таблице вредного вещества из высокого одиночного источника с круглым устьем (труба) в атмосфере.

Вредное вещество: NO₂; Н=25 м; Т_г=115^оС; Т_в=30^оС; D=1,0 м; ω₀=10 м/с; М=11 г/с; ПДК_м.р.=0,085 мг/м³.

Значения наибольшей концентрации каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы См не должны превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации данного вредного вещества в атмосферном воздухе ПДКм.р.:

С_м ≤ПДК_м.р.

Максимальная концентрация См, мг/м3, вредного вещества в приземном слое при нагретых газопылевых выбросах через трубы с круглым устьем для одиночного источника определяется по формуле:

где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющей условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных

веществ в атмосферном воздухе; М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, в единицу времени, г/с; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; m, n безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса; H – высота источника выброса над уровнем земли, м; (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м); η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (для ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50м на 1 км, η =1); ΔТ – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в (табл. 1.1), равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч, ^оС, ΔТ = Т_г – Т_в; Q – объемный расход газовоздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу (м3/с), определяемый по формуле:

Значения коэффициента А зависят от географического района, для Европейской части России севернее 52° с.ш. А = 160.

Значение безразмерного коэффициента F для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей, скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю, принимают равным единице (F = 1), для пыли и золы коэффициент F выбирают из условий:

Степень очистки газа F

- выше 90 % 2

- от 75 до 90 % 2,5

- менее 75 % 3

Безразмерный коэффициент m определяют по формуле:

где f – коэффициент, м/(с^{2 о}С), определяемый по формуле:

Коэффициент n определяется в зависимости от опасной скорости ветра Vм , м/с:

при Vм < 0,5, n = 4,4 Vм;

при 0,5 ≤ Vм < 2, n = 0,532 Vм² − 2,13 Vм + 3,13;

при Vм ≥ 2, n = 1.

Для нагретых выбросов Vм определяется по формуле:

Расстояние х_м, м, на котором образуется максимальная концентрация вредных веществ по оси факела, определяется по формуле:

где d – безразмерный коэффициент, значение которого для нагретых выбросов при Vм ≤ 2, определяется по формуле:

Приземные концентрации вредных веществ в атмосфере на различных расстояниях от источников выброса по оси факела определяются по формуле:

где S – безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения х/хм и коэффициента F, при:

х/хм ≤ 1, S = 3(х/х_м)⁴ – 8(х/х_м)³ + 6(х/х_м)²;

1< х/хм ≤ 8, ;

х/хм > 8 и F=1, ;

х₁=150 м, х/х_м=150/300=0,5

х₂=300 м, х/х_м=300/300=1

х₃=600 м, х/х_м=600/600=2

х₄=1200 м, х/х_м=1200/300=4

х₅=2400 м, х/х_м=2400/300=8

х₆=2700 м, х/х_м=2700/300=9

S₁ =3(0,5)⁴ - 8(0,5)³ + 6(0,5)²=0,6875

S₂ = 1

С₁=0,6875∙0,188=0,129 мг/м³

С₂=1∙0,188=0,188мг/м³

С₃=0,743∙0,188=0,140 мг/м³

С₄=0,367∙0,188=0,069 мг/м³

С₅=0,121∙0,188=0,023 мг/м³

С₆=0,012∙0,188=0,0023 мг/м³

Минимальную высоту Н_min источника выброса для рассеивания выбросов через одиночный источник, при которой максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое не превышает ПДК_м.р., можно определить по формуле:

Выводы: в процессе расчётов определили, что расстояние, на котором образуется максимальная концентрация вредных веществ по оси факела, равно 300м; максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое при нагретых газопылевых выбросах через трубы с круглым устьем для одиночного источника равна 0,188мг/м³; ПДВ равен 4,97мг/м³; минимальная высотаисточника выброса для рассеивания выбросов через одиночный источник, при которой максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое не превышает ПДК_м.р.,равна 37,18 м.