Моделирование загрязнения атмосферы выбросами из низких источников (ohrana_moe1)

Посмотреть архив целиком

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

  • C, Cx, Cy - концентрация вредных веществ в наружном воздухе, мг/м3;

  • M - количество вредных веществ, выбрасываемых источником в атмосфесу, мг/с;

  • k - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние возвышения устья источника на уровень загрязнения ;

  • v - расчетная скорость ветра, принимаемая по рекомендации Главного санитарно-эпидемиологического управления равной 1м/с;

  • 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;

  • l - длина здания (размер, перпендикуларный направлению ветра), м;

  • b - ширина здания (размер вдоль направления ветра), м;

  • x - расстояние от заветренной стены здания до точки, в которой определяется концентрация, м;

  • 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;

  • b1 - расстояние в пределах крыши широкого здания от его наветренной стороны до точки, в которой определяется концентрация, м;

  • b2 - расстояние в пределах крыши широкого здания от источника до точки, в которой определяется концентрация, м;

  • L - количество газовоздушной смеси, выбрасываемой из источника м3/с;

  • m - безразмерный коэффициент, показывающий какое количество выделяемых источником примесей участвует в загрязнении циркуляционных зон;

  • 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;

  • Hгр - предельная высота низких источников, м;

  • 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:

  • для узкого отдельно стоящего здания

Нгр=0.36b3+2.5Hзд; (2.2.1)

  • для широкого отдельно стоящего здания

Нгр=0.36b3+1.7Hзд; (2.2.2)

  • 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

  • В единой циркуляционной зоне при 0x6Hзд



(2.3.1 а)


;


  • Вне циркуляционной зоны за зданием при x6Hзд


(2.3.1 б)



2.3.2 Широкое отдельно стоящее

  1. В наветренной циркуляционной зоне

  • На крыше в наветренной циркуляционной зоне при b12,5Hзд



(2.3.2.1 а)


;


  • На крыше вне наветренной циркуляционной зоны при b12,5Hзд


(2.3.2.1 б)


  • В заветренной циркуляционной зоне при 0x4Hзд


(2.3.2.1 в)


  • Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x4Hзд


(2.3.2.1 г)


  1. Вне наветренной циркуляционной зоны над крышей при H~0,3


  • На крыше вне наветренной циркуляционной зоны при b12,5Hзд


(2.3.2.2 а)


  • В заветренной циркуляционной зоне при 0x4Hзд



(2.3.2.2 б)


;


  • Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x4Hзд


(2.3.2.2 в)


  1. Вне наветренной циркуляционной зоны над крышей при H~0,3


  • На крыше вне наветренной циркуляционной зоны при b12,8(H-Hзд) и y(H-Hзд)


(2.3.2.3 а)


  • В заветренной циркуляционной зоне при 0x4Hзд



(2.3.2.3 б)


;


  • Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x4Hзд


(2.3.2.3 в)



  1. В заветренной циркуляционной зоне или над ней


  • В заветренной циркуляционной зоне при 0x4Hзд



(2.3.2.4 а)


;


  • Вне заветренной циркуляционной зоны за зданием при x4Hзд


(2.3.2.4 б)



2.3.3. Группа зданий


  1. В наветренной циркуляционной зоне первого по потоку широкого здания


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при Hздx14Hзд


(2.3.3.1 а)



  • В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hздx18Hзд


(2.3.3.1 б)



  1. Вне наветренной циркуляционной зоны первого по потоку широкого здания на крыше при H~0,3


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при Hздx14Hзд



(2.3.3.2 а)


;


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hздx18Hзд



(2.3.3.2 б)


;


  1. Вне наветренной циркуляционной зоны первого по потоку широкого здания на крыше при H~0,3


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при Hздx14Hзд


(2.3.3.3 а)

;


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hздx18Hзд


(2.3.3.3 б)

;


  1. В межкорпусной циркуляционной зоне при первом по потоку широком здании и H~0,3


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при Hздx14Hзд



(2.3.3.4 а)


;


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hздx18Hзд



(2.3.3.4 б)


;


  1. Над межкорпусной циркуляционной зоной при первом по потоку широком здании и H~0,3


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при Hздx14Hзд


(2.3.3.5 а)

;


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при 4Hздx18Hзд


(2.3.3.5 б)

;


  1. В межкорпусной циркуляционной зоне или над ней при первом по потоку узком здании


  • В межкорпусной циркуляционной зоне при Hздx16Hзд



(2.3.3.6 а)



  • В межкорпусной циркуляционной зоне при 6Hздx110Hзд



(2.3.3.6 б)


;



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:


(2.3.4 а)


(2.3.4 б)


(2.3.4 в)


(2.3.4 г)


(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:


  • Исходные данные”;


  • Результат”;


  • О программе”;


  • Выход”.



Пункт “Исходные данные” предназначен для ввода начальных данных, таких как:

  • тип источника- точечный или линейный;

  • тип здания - группа или отдельно стоящее (анализ того узкое оно или широкое происходит в программе);

  • размеры здания - длина, ширина и высота;

  • параметры источника(трубы) - высота и местоположение;

  • межкорпусное расстояние - можно ввести только если была выбрана группа зданий, минимально возможное межкорпусное расстояние равно высоте первого по ходу ветра здания (весь контроль выполняется программой);

  • скорость ветра - принято задавать равной 1м/c;

  • характеристики выбросов - расход газовоздушной смеси и количество вредных веществ;

  • место расчета - место определения концентрации вредных веществ. Пользователь задает интервал по направлению ветра и шаг расчета, а также интервал и шаг расчета по перпендикуляру к направлению ветра.


ВНИМАНИЕ!!! При работе с программой следует помнить, что за начало отсчета принята наветренная сторона здания! Следовательно, при задании параметров источника загрязнения и места определения концентрации следует, если требуется, проебразовать соответствующие данные к виду необходимому для работы программы!


Пункт “Результат” приводит аглоритм работы в действие. В данном пункте можно выбрать порядок вывода результата – на дисплей или в файл, имя которого задается пользователем.


Пункт “О программе” содержит информацию о наименовании и версии программного продукта, а также информацию о разработчике данного ПО.


Пункт ”Выход” позволяет завершить работу с программой и выйти в DOS.


3.2. Руководство по работе с программой


Клавиши для работы:


  • Перемещение по пунктам меню - стрелки влево и вправо;

  • Перемещение в поле радиокнопки - SPACE;

  • Перемещение по полям ввода и кнопкам - TAB, SHIFT+TAB, CTRL-стрелка влево/вправо;

  • Ввод значения - ENTER;

  • Просмотр таблицы разультатов - стрелки влево и вправо;

  • Выход из пункта меню “Исходные данные” - ESC;

  • Отказ от введенных значений - ESC.



Случайные файлы

Файл
103998.rtf
17171-1.rtf
177304.rtf
164232.rtf
material.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.