Расчет рассеивания холодных выбросов вредных веществ в атмосфере

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

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

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 (табл. 2.1), г/с; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе; n – безразмерный коэффициент, учитывающий 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) ; К – коэффициент, с/м2, определяемый по формуле:

где D – диаметр устья источника выброса, м; ω₀ – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, м/с; Q – объёмный расход газовоздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу (м³/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 - 2,13Vм + 3,13;

при Vм ≥ 2, n = 1.

Для холодных выбросов Vм определяется по формуле:

V_м = 1,3 ω₀D/H=1,3*10*1/25=0,52

п=0,532*0,52²-2,13*0,52+3,13=2,166

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

для газообразных и мелкодисперсных примесей (F = 1)

где d – безразмерный коэффициент, значение которого для холодных выбросов определяется по формуле:

при V_м ≤ 2, d = 11,4 V_м ;

d =11,4*0,52=5,928

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

С = S · Cм

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=89 м, х/х_м=89/178=0,5

х₂=178 м, х/х_м=178/178=1

х₃=356 м, х/х_м=356/178=2

х₄=712 м, х/х_м=712/178=4

х₅=1424 м, х/х_м=1424/178=8

х₆=1602 м, х/х_м=1602/178=9

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

S₂ = 1

С₁=0,6875∙0,468=0,322 мг/м³

С₂=1∙0,468=0,468 мг/м³

С₃=0,743∙0,468=0,348 мг/м³

С₄=0,367∙0,468=0,172 мг/м³

С₅=0,121∙0,468=0,057 мг/м³

С₆=0,012∙0,468=0,006 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 118,56 м; максимальная концентрация вредного вещества в приземном слое при холодных (температура близка к температуре окружающего атмосферного воздуха, т.е. разность температур ΔТ близка к нулю) газопылевых выбросах через трубы с круглым устьем для одиночного источника равна 0,814 мг/м³; ПДВ равен 0,835 мг/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 136,09 м.