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

1. 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 ПДК_СС= 0,005 мг\м³.

Расчет:

Максимальные значения приземных концентраций вредных веществ, выбрасываемых предприятием в атмосферу, определяются по формуле:

С_м=А*М*F*m*n*q/H²*., где:

А=160 с^2/3мг.,

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, V_м:

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

V_м=0.65*

V_м=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. V_м<0.5, следовательно:

U_м=0,5 м/с.

Расстояние Х_м от источника выбросов до точки с максимальным значением концентрации вредных веществ в приземном слое:

Х_м=(5-F/4)*d*H, м.

d = 2,48 (1 + 0,28 ) при Vм 0,5;

т.к. V_м<0.5, следовательно:

d=2,48(1+0,28)=2,72

Х_м=(5-2.5/4)*2,72*45=535 (м).

Максимальные значения приземных концентраций:

С_м=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=Х_м*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.