Министерство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего образования
Магнитогорский государственный технический университет им.Г.И.Носова
Заочный факультет
Контрольная работа по дисциплине: «Экология»
Выполнил студент группы
1404001.62
Молчанов Н.А.
Проверил: старший преподаватель
Сомова Ю.В.
Магнитогорск
2013
Расчет рассеивания вещества в атмосфере от одиночного точечного источника.
Вариант №24.
Дано:
Вариант |
Высота труб Н,м |
Размер устья трубы D или L,B, м |
Скорость ветра U, м\с |
Объем газовоздушной смеси, Q,м3\с |
Валовый выброс, М, г\с |
Наименование загрязняющего вещества |
Сф, мг\м3 |
Температура выхода газов, Tr, 0С |
Средняя месячная темп-ра наиболее жаркого месяца, ТВ, 0С |
Коэффициент очистки газов, nor, % |
24 |
45 |
1,4 |
2,8 |
11,5 |
12 |
Фенол, С6Н6О |
0,2 |
140 |
28,5 |
80 |
Фенол, С6Н6О ПДКСС= 0,005 мг\м3.
Расчет:
Максимальные значения приземных концентраций вредных веществ, выбрасываемых предприятием в атмосферу, определяются по формуле:
См=А*М*F*m*n*q/H2*., где:
А=160 с2/3мг.,
М=12 r/c.,
F=2.5,
Н=45 м.,
Q=11.5 м3/с.,
𝜟Т=140-28,5=111,50С.
Безразмерные коэффициенты m и n, определяющие величину теплового и скоростного напоров, являются функциями безразмерных параметров f, Vм:
f=103*U0*D/H2*𝜟T.
U0=Q/π*D2/4=7,47 м/с
f=103*7,47*1,4/2025*111,5=0.046
Vм=0.65*
Vм=0.65*=0.21
f<100, следовательно:
m=4.76
т.к. m>2, следовательно:
n=1
Значение опасной скорости Uм (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли):
т.к. Vм<0.5, следовательно:
Uм=0,5 м/с.
Расстояние Хм от источника выбросов до точки с максимальным значением концентрации вредных веществ в приземном слое:
Хм=(5-F/4)*d*H, м.
d = 2,48 (1 + 0,28 ) при Vм 0,5;
т.к. Vм<0.5, следовательно:
d=2,48(1+0,28)=2,72
Хм=(5-2.5/4)*2,72*45=535 (м).
Максимальные значения приземных концентраций:
См=160*12*2,5*4,76*1*1/452*=10,4 (мг/м3)
Не выполняется условия:
См + Сф ≤ ПДКсс
10,4+0,2≤0,005
Ширина СЗЗ рассчитывается по формуле:
L=Хм*П/П0
где П – максимальное значение повторяемости направления ветра, определяемое по розе ветров (рис. 3), %;
П0 – повторяемость направлений ветра одного румба при круговой розе ветров, %.
П0 = 100/8 = 12,5%.
По рис.1 получаем, что П = 28%.
L = 535·28/12,5 = 1184 м.
Рис. 1. Роза ветров г. Магнитогорска
Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества Смu (мг/м3) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра и (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра Uм (м/с), определяется по формуле
Смu = r·Cм
В нашем случае у = U / Uм = 2,8/0,5 = 5,6 > 1, следовательно
r=0.284
Смu = 0.284·10.4 = 2.95 мг/м3.
Расстояние от источника выброса Хмu (м), на котором при скорости ветра U и неблагоприятных метеорологических условиях приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения Cмu (мг/м3), определяется по формуле:
Хмu = рXм,
Т.к. U/Uм > 1, то
р = 0,32 U/Uм + 0,68
p=0.32*5.6+0.68=2,47.
Хмu = 2,47*535=1321,5 м.
При опасной скорости ветра Uм приземная концентрация вредных веществ C (мг/м3) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях Х (м) от источника выброса определяется по формуле:
С = sСм,
где s — безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения Х/Хм и коэффициента F по формулам:
s = 3 (Х/Хм)4 - 8 (Х/Хм)3 + 6 (Х/Хм)2 при (Х/Хм) 1; (1)
при 1 < Х/Хм 8 (2)
Для точек: х1 = Хм/3, х2 = Хм/2, х3 = 2Хм, х4 = 3Хм отношение:
Х/Хм = 1/3; ½; 2; 3.
Тогда:
По формуле (1): S1 = 0,407; S2 = 0,6875.
По формуле (2): S3 = 0,743; S4 = 0,521.
Тогда концентрация вредных веществ :
С1 = 10,4*0,407=4,23 мг/м3; С2 = 10,4*0,6875=7,5 мг/м3;
С3 = 10,4*0,7437=7,2 мг/м3; С4 = 10,4*0,521=5,42 мг/м3.
Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере Су (мг/м3) на расстоянии у (м) по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле:
Су = s2 Сх,
где s2 — безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра Uм (м/с) и отношения у/х по значению аргумента ty:
т.к. Uм 5 следовательно
Так как у = 500, а х = Хм, то по формуле
ty = 0,5·5002 / 5352 = 0,44.
S2 = 1/(1+5*0,44+12,8*0,442+17*0,443+45,1*0,444)2=0,013.
Су = С2·S2 = 7,5*0,013=0,097 мг/м3.