Розрахунок розсіювань викидів з одиночного джерела

1.1      Розрахунок розсіювань викидів з одиночного джерела

Вихідні данні:

Речовина	М, г/с	,	Н, м	D, м	u, м/с	,	ГДК	м	Координати джерела
									х	у
CO	0.713	2.5	50	0.8	6.1	185	3.000	500	900	900

Максимальна приземна концентрація шкідливих речовин для викиду нагрітої газоповітряної суміші з одиночного джерела з круглим гирлом за несприятливими метеорологічними умовами на відстані Х_м (м) від джерела, повинна визначатися за формулою:

 (1.1)

де А − коефіцієнт, залежний від температурної стратифікації атмосфери і визначаючий умови вертикального і горизонтального розсіювання шкідливих речовин в атмосферному повітрі,

М − кількість шкідливої речовини, викинутої в атмосферу, г/с;

F − безрозмірний коефіцієнт, який враховує швидкість осідання шкідливої речовини в атмосферному повітрі;

m і n − безрозмірні коефіцієнти, які враховують умови виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду;

Н − висота джерела над рівнем землі, м;

Т − різниця між температурою газоповітряної суміші, що викидається, Т_r і температурою навколишнього атмосферного повітря Т_в , град.;

V₁ − об’єм газоповітряної суміші,

Об’єм газоповітряної суміші знаходиться за формулою:

де D − діаметр гирла джерела викидів, м;

w₀ − середня швидкість виходу газоповітряної суміші з гирла джерела викиду, м/c;

Розрахуємо  за формулою (1.2):

(м/c)

Коефіцієнт А() повинен прийматись для несприятливих метеорологічних умов, при яких концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі від джерела викиду досягає максимального значення (для України −200).

Величини М та V₁ повинні визначатися розрахунком в технологічній частині проекту чи приймати згідно з діючими для даного виробництва нормативами.

Величину Т (С) слід визначати, приймаючи температуру навколишнього атмосферного повітря по середній температурі зовнішнього повітря найбільш спекотного місяця (25,2 С ),а температуру викинутоi в атмосферу газоповітряної суміші − по дійсним для підприємства технічних нормативам.

Т = = 185 – 25,2 =159,8 С

Значення безрозмірного коефіцієнта F повинна прийматися:

а) для газоподібних шкідливих речовин та мілкодисперсних аерозолей−1;

б) для пилу та золи, якщо середній експлуатаційний коефіцієнт очистки дорівнює: не менш 90% ―2; від 75 до 90% ―2,5; менше 75% ―3.

Безрозмірний коефіцієнт m визначається за формулою:

 (1.3)

в залежності від параметра, f що визначається за формулою:

 (1.4)

Значення безрозмірного коефіцієнту n обчислюється по формулі (1.6)

в залежності від параметру  обчислюємого по формулі (1.7).

При

n =  (1.5)

де

 (1.6)

Розрахуємо  за формулою (1.6):

Отримане значення попадає в інтервал , розраховуємо за формулою (1.5):

n =

З отриманих даних можна розрахувати f по формулі (1.4):

(м/с²∙град)

А також m по формулі (1.3):

Тепер можна розрахувати  по формулі (1.1):

(мг/м³)

Максимально приземна концентрація шкідливих речовин  при несприятливих метеорологічних умовах досягається на осі факелу викидів ( в напрямку середнього вітру за період, який розглядається) на відстані  (м) від джерела викиду.

Величина  повинна визначатися по формулі :

 (1.7)

де d – безрозмірна величина, яка визначається по формулам :

при

 (1.8)

Коли безрозмірний коефіцієнт , величина  визначається по формулі:

 (1.9)

Отримане значення  попадає в інтервал , розраховуємо за формулою (1.20):

Отримав значення d ми можемо розрахувати  по формулі (1.7):

(м)

Небезпечна швидкість повітря (м/с) на рівні флюгера (звичайно 10 м від рівня землі), при якій має місце найбільше значення приземної концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі , повинна визначатися за формулою:

при , (1.10)

=1,2995

Максимальна приземна концентрація шкідливої речовини (мг/) при несприятливих метеорологічних умовах та швидкості (м/c), яка відрізняється від небезпечної швидкості вітру , в атмосферному повітрі , повинна визначатися по формулі:

, (1.11)

де r - безрозмірна величина, яка визначається в залежності від відношення  по формулам:

при ;

, (1.12)

;

(мг/)

Відстань від джерела викиду (м), на якому при швидкості вітру u і несприятливих метеорологічних умовах приземна концентрація досягається максимального значення (мг/), повинна визначатися за формулою:

(1.13)

де р – безрозмірна величина, яка визначається в залежності від відношення

 по формулам:

при

 (1.14)

(м)

Значення приземних концентрацій шкідливих речовин С в атмосфері по осі факелу викиду на різних відстанях від джерела повинні визначатися за формулою:

 (1.15)

де  - безрозмірна величина, яка визначається при небезпечній швидкості вітру в залежності від відношення  по формулам:

при .0

, (1.16)

при .0

, (1.17)

Результати обчислень приведені у таблиці 1.1

Таблиця 1.1

Х	Хм	Х/Хм	S1	C1
0	354.715	0	0
25	354.715	0.0705	0.0271	0.00032
50	354.715	0.14096	0.0982	0.0011
75	354.715	0.2114	0.19899	0.0023
90	354.715	0.2537	0.2683	0.0031
115	354.715	0.3242	0.39095	0.0046
140	354.715	0.3947	0.5157	0.006
165	354.715	0.4652	0.6332	0.0074
190	354.715	0.5356	0.7395	0.0087
225	354.715	0.6343	0.8579	0.01004
250	354.715	0.7048	0.9198	0.0108
275	354.715	0.7753	0.9625	0.0113
300	354.715	0.8457	0.9865	0.0115
325	354.715	0.9162	0.9974	0.0117
354.715	354.715	1	1	0.0117
380	354.715	1.0713	0.9833	0.0115
405	354.715	1.1418	0.9662	0.0113
430	354.715	1.2122	0.9488	0.0111
455	354.715	1.2827	0.9309	0.0109
475	354.715	1.3391	0.9164	0.0107
500	354.715	1.4096	0.898	0.0105

Аналогічно визначається значення концентрації шкідливих речовин на різних відстанях по осі смолоскипу за інших значень швидкості вітру U та несприятливих метеорологічних умовах. Концентрація шкідливої речовини визначається множенням  на S₁.

Результати розрахунку значень  та S₁ наведені в таблиці 1.2.

Таблиця 1.2

Х	Хмn	Х/Хмn	S1	C2
200	774.0236	0.2584	0.2755	0.0011
225	774.0236	0.2907	0.3319	0.0013
250	774.0236	0.323	0.3889	0.0016
300	774.0236	0.3876	0.5034	0.002
400	774.0236	0.5168	0.7125	0.0029
500	774.0236	0.672	0.8845	0.0035
550	774.0236	0.7106	0.924	0.0037
600	774.0236	0.7752	0.9623	0.0038
650	774.0236	0.8398	0.9856	0.0039
700	774.0236	0.9044	0.9968	0.0039
750	774.0236	0.969	0.999	0.004
774.0236	774.0236	1	1	0.004
800	774.0236	1.0336	0.9922	0.0039
825	774.0236	1.0659	0.9846	0.0039
875	774.0236	1.1305	0.969	0.0038
900	774.0236	1.1628	0.9611	0.0038
1000	774.0236	1.292	0.9285	0.0037

За даними таблиць 1.1. та 1.2 будуємо графік залежності зміни концентрації за віссю смолоскипа викиду