Моделирование загрязнения атмосферы выбросами из низких источников - Экология - Скачать бесплатно
Моделирование загрязнения атмосферы выбросами из низких иcточников
1. Обоснование мероприятий по защите атмосферного воздуха от загрязнения
вентиляционными и технологическими выбросами
При проектировании промышленных предприятий требуется в соответствии с
Санитарными нормами СН 245-71 проводить расчет возможного загрязнения
атмосферного воздуха вентиляционными и технологическими выбросами. Расчет
проводят с целью проверки эффективности предусмотренных проектом
мероприятий по обеспечению чистоты атмосферного воздуха населенных пунктов,
а также воздуха на площадках предприятий у приемных отверстий систем
вентиляции и кондиционирования воздуха и у аэрационных приточных проемов.
Полученные расчетом концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе
населенных пунктов не должны превышать максимальных разовых концентраций,
указанных в табл. 3 СН 245-71, а в воздухе, поступающем внутрь зданий и
сооружений через приемные отверстия систем вентиляции и кондиционирования
воздуха и через аэрационные проемы, - 30% предельно допустимых концентраций
(Спдк) этих веществ в рабочей зоне производственных помещений, указанных в
табл. 4 СН 245-71. При превышениии этих пределов следует разработать
дополнительные мероприятия по снижению уровня загрязнения, например
предусмотреть повышение эффективности очистных устройств, сооружение новых
газоочистных установок, совершенствование отдельных технологических узлов и
установок, увеличение высоты труб, уменьшение выбросов соседних
предприятий. Степень загрязнения наружного воздуха, определенная расчетным
путем, будет соответствовать действительному состоянию воздуха только в том
случае, если при расчете использованы достоверные данные, учитывающие весь
комплекс одновременно действующих источников выделения вредных веществ, а
также существующий фон загрязнения.
2. Математическая модель определения степени загрязнеия атмосферы
2.1. Обозначения используемые при построении математической модели
1. C, Cx, Cy - концентрация вредных веществ в наружном воздухе, мг/м3;
2. M - количество вредных веществ, выбрасываемых источником в атмосфесу,
мг/с;
3. k - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние возвышения устья
источника на уровень загрязнения ;
4. v - расчетная скорость ветра, принимаемая по рекомендации Главного
санитарно-эпидемиологического управления равной 1м/с;
5. Hзд - высота здания от поверхности земли до его крыши при плоской
кровле, до конька крыши при двускатной кровле, до верха карниза фонаря
при продольных фонарях, расположенных ближе 3 м от наветренной стены
здания, м;
6. l - длина здания (размер, перпендикуларный направлению ветра), м;
7. b - ширина здания (размер вдоль направления ветра), м;
8. x - расстояние от заветренной стены здания до точки, в которой
определяется концентрация, м;
9. S, S1, S2, S3, S4 - вспомагательная безразмерная величина, позволяющая
определять концентрации вредных веществ на расстоянии y, м, по
перпендикуляру от оси факела выброса из точечных источников;
10. b1 - расстояние в пределах крыши широкого здания от его наветренной
стороны до точки, в которой определяется концентрация, м;
11. b2 - расстояние в пределах крыши широкого здания от источника до точки,
в которой определяется концентрация, м;
12. L - количество газовоздушной смеси, выбрасываемой из источника м3/с;
13. m - безразмерный коэффициент, показывающий какое количество выделяемых
источником примесей участвует в загрязнении циркуляционных зон;
14. b3 - расстояние в пределах крыши широкого здания от источника до
заветренной стены здания, м;
H~ - относительная высота здания, равная
(H-1,8Hзд)/(Hгр-1,8Hзд)
при расположении устья источника вне единой или межкорпусной зоны
узкого здания и над наветренной зоной широкого здания и равная
(H-Hзд)/(Hгр-Hзд)
при расположении устья источника вне наветренной, над заветренной
или над межкорпусной зоной широкого здания;
15. Hгр - предельная высота низких источников, м;
16. x1 - расстояние между зданиями;
2.2. Область применения расчетных формул
При расчете степени загрязнения, решении различных вопросов по
сокращению выбросов и выборе мест расположения приемных отверстий систем
вентиляции и кондиционирования воздуха необходимо учитывать возникновение
вблизи зданий при обтекании их воздушным потоком циркуляционных (замкнутых
плохо проветриваемых) зон (рис.1). При обтекании воздушным потоком узкого
здания над и за ним возникает ЕДИНАЯ ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ЗОНА,
распространяющаяся от заветренной стены здания на расстояние шесть его
высот (6 Нзд). Высота этой зоны в среднем составлляет 1,8 Нзд (рис.1.а) При
обтекании воздушным потоком широкого здания над ним возникает НАВЕТРЕННАЯ
ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ЗОНА длиной 2,5 Нзд и высотой 0,8 Нзд, а за ним -
ЗАВЕТРЕННАЯ ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ЗОНА длиной 4 Нзд и высотой около Нзд (рис.1.б).
При обтекании воздушным потоком группы зданий между двумя смежными зданиями
возникает МЕЖКОРПУСНАЯ ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ЗОНА длиной до 10 Нзд, если первое по
потоку здание узкое (рис.1.в) и до 8 Нзд, если первое по потоку здание
широкое (рис.1.г). При больших межкорпусных расстояниях здания можно
рассматривать как отдельно стоящие.
Источники вредных веществ, загрязняющие циркуляционные зоны зданий,
следует относить к НИЗКИМ.
Граничное положение устья источника (рис.2), до которого он действует
как низкий, находят по формулам:
17. для узкого отдельно стоящего здания
Нгр=0.36b3+2.5Hзд; (2.2.1)
18. для широкого отдельно стоящего здания
Нгр=0.36b3+1.7Hзд; (2.2.2)
19. для группы зданий
Нгр=0.36(b3+x1)+Hзд, (2.2.3)
где b3-расстояние от источника, расположенного в пределах крыши, до
заветренной стены здания.
Источники, выбрасывающие вредные вещества на высоте, превышающей Нгр и
не загрязняющие циркуляционные зоны над и за зданием, следует относить к
ВЫСОКИМ.
Загрязнение, создаваемое низкими источниками, рассчитывают в
соответствии с "Руководством по расчету загрязнения воздуха на промышленных
площадках", разработанным ЦНИИПромзданий и ВЦНИИОТ в 1975 г.
2.3. Расчетные формулы для выбросов из низких источников.
Формулы для расчета концентраций вредных веществ в наружном воздухе
при загрязнении его выбросами из низких источников выбирают в зависимости
от вида здания (узкое или широкое отдельно стоящее, группа зданий), вида
источника (точечный или линейный), места расположения устья источника и
места определения концентраций.
2.3.1. Узкое отдельно стоящее
1. В единой циркуляционной зоне или над ней
20. В единой циркуляционной зоне при 0(x(6Hзд
[pic]
[pic] (2.3.1 а)
[pic];
1. Вне циркуляционной зоны за зданием при x(6Hзд
[pic]
(2.3.1 б)
[pic]
2.3.2 Широкое отдельно стоящее
1. В наветренной циркуляционной зоне
21. На крыше в наветренной циркуляционной зоне при b1(2,5Hзд
[pic]
[pic] (2.3.2.1 а)
[pic];
22. На крыше вне наветренной циркуляционной зоны при b1(2,5Hзд
[pic]
(2.3.2.1 б)
[pic]
23. В заветренной циркуляционной зоне при 0(x(4Hзд
[pic]
(2.3.2.1 в)
[pic]
24. Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x(4Hзд
[pic]
(2.3.2.1 г)
[pic]
1. Вне наветренной циркуляционной зоны над крышей при H~(0,3
25. На крыше вне наветренной циркуляционной зоны при b1(2,5Hзд
[pic]
(2.3.2.2 а)
[pic]
26. В заветренной циркуляционной зоне при 0(x(4Hзд
[pic]
[pic] (2.3.2.2 б)
[pic];
27. Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x(4Hзд
[pic]
(2.3.2.2 в)
[pic]
1. Вне наветренной циркуляционной зоны над крышей при H~(0,3
28. На крыше вне наветренной циркуляционной зоны при b1(2,8(H-Hзд) и
y((H-Hзд)
[pic]
(2.3.2.3 а)
[pic]
29. В заветренной циркуляционной зоне при 0(x(4Hзд
[pic]
[pic] (2.3.2.3 б)
[pic];
30. Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x(4Hзд
[pic]
(2.3.2.3 в)
[pic]
1. В заветренной циркуляционной зоне или над ней
31. В заветренной циркуляционной зоне при 0(x(4Hзд
[pic]
[pic] (2.3.2.4 а)
[pic];
32. Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x(4Hзд
[pic]
(2.3.2.4 б)
[pic]
2.3.3. Группа зданий
1. В наветренной циркуляционной зоне первого по потоку широкого здания
33. В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд(x1(4Hзд
[pic]
(2.3.3.1 а)
[pic]
34. В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд(x1(8Hзд
[pic]
(2.3.3.1 б)
[pic]
1. Вне наветренной циркуляционной зоны первого по потоку широкого здания на
крыше при H~(0,3
35. В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд(x1(4Hзд
[pic]
[pic] (2.3.3.2 а)
[pic];
36. В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд(x1(8Hзд
[pic]
[pic] (2.3.3.2 б)
[pic];
1. Вне наветренной циркуляционной зоны первого по потоку широкого здания на
крыше при H~(0,3
37. В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд(x1(4Hзд
[pic]
(2.3.3.3 а)
[pic];
38. В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд(x1(8Hзд
[pic]
(2.3.3.3 б)
[pic];
1. В межкорпусной циркуляционной зоне при первом по потоку широком здании и
H~(0,3
39. В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд(x1(4Hзд
[pic]
[pic] (2.3.3.4 а)
[pic];
40. В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд(x1(8Hзд
[pic]
[pic] (2.3.3.4 б)
[pic];
1. Над межкорпусной циркуляционной зоной при первом по потоку широком
здании и H~(0,3
41. В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд(x1(4Hзд
[pic]
(2.3.3.5 а)
[pic];
42. В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hзд(x1(8Hзд
[pic]
(2.3.3.5 б)
[pic];
1. В межкорпусной циркуляционной зоне или над ней при первом по потоку
узком здании
43. В межкорпусной циркуляционной зоне при Hзд(x1(6Hзд
[pic]
[pic] (2.3.3.6 а)
[pic]
44. В межкорпусной циркуляционной зоне при 6Hзд(x1(10Hзд
[pic]
[pic] (2.3.3.6 б)
[pic];
За расчетное принимают направление ветра, перпендикулярное продольной
стороне здания. При продольном направлении ветра концентрации вредных
веществ будут меньше, ориентировочно их можно определить по формулам _____
При действии линейных источников (аэрационных фонарей, ряда близко
расположенных шахт и труб) концентрации вредных веществ в единой,
заветренной или межкорпусной циркуляционной зоне достаточно рассчитать для
любой точки зоны, так как ониодинаковы в пределах каждой зоны.
При действии точечных источников концентрации вредных веществ
рассчитывают на оси их факела х, где они будут наибольшими.
Понижающие коэффициенты S, S1, S2, S3 и S4, вводимые при выборе мест
воздухозаборов и решении других задач, связанных с определением
концентраций, находят по графику на рис. __ или подсчитывают по формулам:
[pic] (2.3.4 а)
[pic] (2.3.4 б)
[pic] (2.3.4 в)
[pic] (2.3.4 г)
[pic](2.3.4 д)
При расчете концентрации вредных веществ за вторым и последующими
зданиями по направлению ветра поступление вредных веществ определяют с
учетом расстояния x по оси факела и расстояния y, перпендикулярного оси
факела.
3. Описание программной реализации математической модели
3.1. Общее описание программого продукта
После запуска программы перед пользователем появляется вертикальное
меню, которое состоит из следующих пунктов:
1. “Исходные данные”;
2. “Результат”;
|
