Количественная оценка затекания аэрозолей в помещения через неплотности извне Методические указания

Цель работы:

Изучить теоретические основы затекания аэрозолей вредных примесей в помещения через неплотности извне.
Ознакомится с методикой оценки затекания аэрозолей в помещения через неплотности извне.
Получить навыки по измерению и расчету показателей оценки затекания аэрозолей в помещения.

Учебные вопросы:

Проникание аэрозоля внутрь помещения.
Расчет величины потока воздуха, проникающего в объект.
Расчет доли частиц (аэрозоля) оставшихся в помещении.

Порядок выполнения работы:

1. Законспектировать теоретические основы проникания аэрозолей внутрь помещения.

2. Получить у преподавателя исходные данные и прибор (анемометр).

3. Провести измерительные работы по определению параметров помещения, указанного преподавателем.

Провести расчеты по оценке проникания аэрозолей внутрь помещения.
Сделать выводы и дать предложения по защите людей в этом помещении.

I. Теоретические основы

1. Проникание аэрозоля внутрь помещений

Мельчайшие частицы АХОВ, радионуклидов и других вредных для человека веществ, находящихся в воздухе в виде аэрозоля (диаметр частиц менее 50 мкм), способны перемещаться с потоком воздуха на большие расстояния, проникать в различные сооружения, помещения, объемы и пр., оседать на поверхности земли и различных предметах, снова переходить во взвешенное состояние в воздухе, перемещаться, проникать и т.д.

Аэрозоль, находясь во взвешенном состоянии, может проникать внутрь помещения, если имеет место движение потока воздуха и наличие в помещении отверстий, через которые возможно это проникание.

Представим себе, что стоит задача определить проникание аэрозолей внутрь помещения цеха, который расположен на втором этаже четырехэтажного здания завода (предприятия).

В потоке воздуха, движущегося со скоростью U (м/с) имеется заданная концентрация С вещества в аэрозольном состоянии. Для АХОВ С (мг/м³), а для радионуклидов - С (Ки/м³).

Для условий, когда концентрация вещества C определяется по показателю плотности загрязнения поверхности, т.е. мг/м² или Ки/м², учитываем перенос вещества с поверхности земли в аэрозольное состояние согласно закону Фика (турбулентный перенос) коэффициентом турбулентной диффузии , который для средних метеоусловий и газового состава воздуха составляет.

Следуя выводам закона Фика, с учетом определенных упрощений можно определить концентрацию вещества в воздухе по плотности загрязнения по формуле:

где: - плотность загрязнения, (Ки/м²), (мг/м²);

- коэффициент турбулентной диффузии, (м²/с);

(с), - время диффузии, для условий открытой местности (= 1) (с);

V - объем переноса вещества с диффундированной поверхности (м³);

- концентрация вещества над поверхностью. (Ки/м³), (мг/м³).

Помещение цеха имеет известное число отверстий, щелей, неплотностей и пр. с суммарным сечением S (м²), причем с наветренной и подветренной сторон существует своя величина S_i.

Так как в течение года направление ветра меняется, то и значение S_i тоже изменяется. Для каждого объекта эти изменения учитываются розой ветров.

Движение воздушного потока в сторону здания создает разность давлений между наветренной и подветренной сторонами . Разность давлений является причиной проникания потока воздуха внутрь через неплотности суммарного сечения.

Поток воздуха (м³/c) с концентрацией вещества проникающего в помещение, будет заносить это вещество в количестве . Часть этого количества остается в помещении за счет падения скорости воздуха и гравитационных сил. Тогда количество оседающего аэрозоля будет , а с учетом времени , где T - время процесса оседания аэрозоля. Таким образом, количество оседающего аэрозоля А, отнесенное к площади помещения, будет определяться: