Расчёт рассеивания нагретых выбросов вредных веществ в атмосфере

Максимальная концентрация загрязняющего вещества равна
Cmax=A∙M∙F∙m∙n∙ηH2∙3Q∙∆t,
где А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющей условия вертикального и горизонтального рассевания вредных веществ в атмосферном воздухе;
М – масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, М = 8 г/с;
F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;
т, п – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;
Н – высота источника выброса над уровнем земли, Н = 25 м;
η – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (для ровной или слабопересечённой местности, с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, η = 1);
∆t – разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси tг и температурой окружающего атмосферного воздуха tв, равной средней температуре самого жаркого месяца в 13 ч; ∆t = 120 – 25 = 95 оС;
Q – объёмный расход газовоздушной смеси, поступающей от источника в атмосферу.
Объёмный расход газовоздушной смеси вычисляют по формуле
Q=π∙D24∙ω0,
где D – диаметр устья источника выброса, D = 1,2 м;
ω0 – средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса, ω0 = 8 м/с.
Q=3,14∙1,224∙8=9,04 (м3/с).
Коэффициент А для Нижнего Поволжья равен 200.
Значение коэффициента F для газообразных вредных веществ равно 1 . (SO2 – газ).
Безразмерный коэффициент т вычисляют по формуле
m=10,67+0,1∙f+0,34∙3f,
где f – коэффициент, м/с2 град, вычисляют по формуле
f=ω02∙DH2∙∆t∙103;
f=82∙1,2252∙95∙103=1,29.
m=10,67+0,1∙1,29+0,34∙31,29=0,96.
Коэффициент п определяется в зависимости от опасной скорости ветра Vм, м/с:
при Vм < 0,5 п = 4,4∙ Vм,
при 0,5 ≤ Vм < 2, п = 0,532∙Vм2 – 2,13∙Vм + 3,13;
при Vм ≥ 2 п = 1.
Для нагретых выбросов Vм вычисляют по формуле
Vм=0,65∙3Q∙∆t/H;
Vм=0,65∙39,04∙95/25=2,11 (м/с).
при Vм ≥ 2 п = 1.
Cmax=200∙8∙1∙0,96∙1∙1252∙39,04∙95=0,26 (мг/м3)
Расстояние хм, м, на котором образуется максимальная концентрация газообразных вредных веществ по оси факела, определяется по формуле:
хм = d∙H,
где d – безразмерный коэффициент, значение которого для нагретых выбросов при Vм > 2 определяется по формуле:
d=7∙Vм∙1+0,28∙3f;
d=7∙2,11∙1+0,28∙31,29=13,27.
хм = 13,27∙25 = 332 (м).
Приземные концентрации вредных веществ в атмосфере на различных расстояниях от источника выброса по оси факела определяются по формуле
С = S∙Cм,
где S – безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения х/хм и коэффициента F:
при х/хм ≤ 1, S = 3∙(х/хм)4 - 8∙(х/хм)3 + 6∙(х/хм)2;
при 1 < х/хм ≤ 8 S=1,130,13∙xxм2+1;
при х/хм > 8 и F = 1 S=x/xм3,58∙x/xм2-35,2∙x/xм+120.
Рассчитаем С для расстояний 100, 200, 300, 500, 800, 1000, 3000 м:
При х = 100 м х/хм = 100 : 332 = 0,301 и
S = 3∙(0,301)4 - 8∙(0,301)3 + 6∙(0,301)2 = 0,35.
С = 0,35∙0,26 = 0,09 (мг/м3).
При х = 200 м х/хм =200 : 332 = 0,602 и
S = 3∙(0,602)4 - 8∙(0,602)3 + 6∙(0,602)2 = 0,82.
С = 0,82∙0,26 = 0,21 (мг/м3).
При х = 300 м х/хм = 300 : 332 = 0,904 и
S = 3∙(0,904)4 - 8∙(0,904)3 + 6∙(0,904)2 = 0,997.
С = 0,997∙0,26 = 0,259 (мг/м3).
При х = 500 м х/хм = 500 : 332 = 1,506 и
S=1,130,13∙1,5062+1=0,87;
С = 0,87∙0,26 = 0,23 (мг/м3).
При х = 800 м х/хм = 800 : 332 = 2,41 и
S=1,130,13∙2,412+1=0,64;
С = 0,64∙0,26 = 0,17 (мг/м3).
При х = 1000 м х/хм = 1000 : 332 = 3,01 и
S=1,130,13∙3,012+1=0,52;
С = 0,52∙0,26 = 0,14 (мг/м3).
При х = 3000 м х/хм = 3000 : 332 = 9,03 и
S=9,033,58∙9,032-35,2∙9,03+120=0,10;
С = 0,10∙0,26 = 0,026 (мг/м3).
Построим график распределения концентрации SO2 в зависимости от расстояния от источника выброса (рис