Контрольные задания. При выполнении расчетов следует руководствоваться метрической системой мер в определенной системе и не допускать ошибок

 

При выполнении расчетов следует руководствоваться метрической системой мер в определенной системе и не допускать ошибок. Например, недопустимо умножать килограммы на граммы, метры на сантиметры и т.д.

а) Меры длины:

1 километр (км) = 1.000 метрам (м)

1 метр (м) = 10 дециметрам (дм) = 100 сантиметрам (см)

1 дециметр (дм) = 10 сантиметров (см)

1 сантиметр (см) = 10 миллиметрам (мм)

 

б) Меры площади:

1 кв. километр (км², или кв. км) = 1.000.000 кв. метрам (м² или кв.м)

1 гектар (га) = 100 арам (а) = 10.000 кв. метрам (м² или кв.м)

1 ар (а) = 100 кв. метрам (м² или кв.м)

 

в) Меры массы:

1 тонна (т) = 1.000 килограммам (кг)

1 центнер (ц) = 100 килограммам (кг)

1 килограмм (кг) = 1.000 граммам (г)

1 грамм (г) = 1.000 миллиграммам (мг)

 

г) Меры объема:

1 куб. метр (м³ или куб.м) = 1.000 куб. дециметрам (дм³ или куб. дм) = 1.000.000 куб. сантиметрам (см³ или куб. см)

1 куб. дециметр (дм³ или куб.м)=1.000 куб. сантиметрам (см³ или куб. см)

1 литр (л) = 1 куб. дециметру (дм³ или куб. дм)

1 гектолитр (гл) = 100 литрам (л)

ЗАДАНИЕ № 1

(к разделу «Охрана атмосферного воздуха»)

Определить ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника (котельной). Котельная расположена на территории Московской области.

2. Определить максимальную приземную (на высоте 1,5 м от земли) концентрацию загрязняющих веществ и расстояние, на котором она может наблюдаться, при наступлении неблагоприятных метеорологических условий (НМУ), то есть при скорости ветра ≤ 0,5 м/с.

Построить кривую распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела (для случая НМУ).

4. Уточнить размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответст­вии с розой ветров данного района.

В табл. 1 приведены индивидуальные варианты выполнения задания в соответствии с двумя последними цифрами учебного шифра студента.

Таблица 1

Перечень данных	Последняя цифра шифра студента
Высота трубы Н, м
Диаметр устья трубы D, м	1,5	1,3	1,4	1,6	1,3	1,5	1,2	1,3	1,6	1,1
Скорость выхода газовоздушной смеси, ω0, м/с						3,5		8,5
Температура газовоздушной смеси Тг, 0С
	Предпоследняя цифра шифра студента
Температура окружающего воздуха, Тв, 0С
Загрязняющее вещество*	зола	СО	NO2	SO2	V2O5	СО	SO2	NO2	V2O5	зола
Масса загрязняющего вещества, Мх мг/м3	0,12		0,05	0,2	0,001		0,6	0,04	0,001	0,015
Фоновые концентрации Сф,	0,01	2,0	0,03	0,02	0,0005	2,0	0,02	0,03	0,0005	0,01
Эффективность (степень) очистки Э,%
Повторяемость ветров, %:
- северный
- северо-восточный
- восточный
- юго-восточный
- южный
- юго-западный
- западный
- северо-западный

* Значения ПДК для загрязняющих веществ приведены в табл. 2.

 

1. Определение ПДВ загрязняющих веществ одиночного источника проводится по методике, принятой в ОНД-86 [3] (в г/с).

Величина ПДВ (г/с) по каждому из вредных веществ рассчитывается по формуле:

где ПДК - предельно-допустимая концентрация загрязняющего вещества, мг/м³;

С_ф - фоновая концентрация вредного вещества, мг/м³;

Н - высота источника выброса, м;

W₁ - расход газовоздушной смеси, м³/с:

- скорость выхода газовоздушной смеси, м/с;

D - диаметр устья трубы, м.

 

За величину Δ T принимается разница температур выбрасываемого газовоздушного потока Т_г и окружающего воздуха Т_в °С:

Δ T = Т_г - Т_в

А - коэффициент стратификации, учитывающий вертикальные перемещения воздуха в зависимости от степени расчлененности рельефа. Коэффициент А изменяется от 120 до 250; для Московской области А = 140;

F - безразмерный коэффициент, учитываю­щий скорость оседания вредных веществ.

Для легких газов (CO и NO₂), у которых скорость упорядоченного осаждения в воздухе равна 0, F=1, а для мелкодисперсных аэрозолей и тяжелых газов:

F=2 при степени очистки 90%;

F=2,5 при степени очистки 75-90%;

F=3,0 при степени очистки менее 75%.

Значения безразмерных коэффициентов m и n определяются по следующим вспомогательным величинам:

 

 

При f > 100 рассчитывается коэффициент m по формуле:

;

При f < 100 коэффициент n рассчитывается следующим образом:

n = 1 при V_m ≥ 2;

при 0,5 ≤ V_m ≤ 2;

n = 4,4V_m при V_m ≤ 5.

 

η; - коэффициент, учитывающий влияние рельефа. При перепаде высот менее 50 м η= 1; при перепаде высот более 50 м η; >1 и зависит от соотношения высоты трубы и высоты препятствия (H/h₀), а также от соотношения ширины и высоты препятствия (а₀/h₀). (Для нашей задачи во всех вариантах принять η=1, так как для Центрального района России перепад высот составляет 25 метров. Московская область относится к Центральному району России).

2.Максимальная концентрация загрязняющего вещества при фиксированных выбросах из источника (М_х, г/с) рассчитывается по формуле:

.

Расстояние от источника загрязнения, на котором наблюдается максимальная концентрация вредного вещества, определяется по формуле:

где d – аэродинамический коэффициент.

При холодных выбросах, когда Δ T ≈ 0° С, d = 5,7;

При горячих выбросах (во всех вариантах этой задачи выбросы – горячие), то есть когда Δ T >; 5°С, коэффициент d определяется по формуле:

3. Построение кривой распределения приземных концентраций загрязнения по оси факела проводится следующим образом.

Для упрощения расчетов величину l_x принимаем равной 1/3, 2/3, 1,33 и 1,66 от l_max.

Находим С_х по формуле:

где С_х - концентрация загрязнения в любой точке по оси факела, мг/м³;

- коэффициент пересчета от максимальной концентрации С_тах к концентрации загрязнения в любой точке на расстоянии l_x от источника выброса.

Коэффициент определяется:

при

при

Кривая распределения приземных концентраций по оси факела строится по величине максимальной концентрации и как минимум четырем точкам на различных расстояниях от источника выброса.

4. Размер санитарно-защитной зоны (СЗЗ) определяется по Сани­тарным правилам и нормам (СанПиН 2.2.1/2.1.1200-03) в соответствии с классом предприятия. Корректировка размера СЗЗ с учетом розы ветров, преобладающих в данном районе, выполняется по формуле:

где l - длина румба по СЗЗ;

L₀ - размер СЗЗ по СанПиН 2.2.1/2.1.1200-03;

Р - среднегодовая по­вторяемость направления ветров рассматриваемого румба по действительной розе ветров, %;

Р₀ - среднегодовая повторяемость (в %) направления ветров одного румба при круговой розе ветров; при восьмирумбовой розе ветров Р₀ — 12,5%.

Примечание: Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – это зона, отделяющая предприятия, их отдельные здания и сооружения с технологическими процессами, являющимися источниками выделения в окружающую среду вредных и неприятно пахнущих веществ, а также источниками повышенных уровней шума, вибрации, ультразвука, электромагнитных волн радиочастот, статического электричества и ионизирующих излучений, от жилой застройки. Котельная относится к 5 классу предприятий, для которых СЗЗ установлена 50 метров.

Таблица 2