Расчет концентрации вредного вещества в приземной области атмосферы, при выбросе нагретой газовоздушной смеси из трубы промышленного предприятия.

Расчёт концентрации ВВ в атмосфере.

Раскрытие неопределенности, используя эквивалентные бесконечно малые.

Задание

Основная задача любой трубы промышленного предприятия – удаление вредных веществ, образующихся в ходе технологического процесса непосредственно из рабочей зоны. Выбрасываемые в составе газовоздушной смеси из устья трубы вредные вещества рассеиваются в атмосфере и оседают на поверхности земли. Таким образом, вторая задача трубы промышленного предприятия – обеспечивать рассеивание загрязняющих веществ на большом расстоянии от источника.

В зависимости от высоты Н, трубы делятся на:

1) высокие источники Н > 50 м,

2) источники средней высоты Н = 10 ¸ 50 м,

3) низкие источники Н = 2 ¸ 10 м,

4) наземные источники Н < 2 м.

Распространение в атмосфере выбрасываемых из труб и вентиляционных устройств промышленных выбросов подчиняется законам турбулентной диффузии. На процесс рассеивания выбросов существенное влияние оказывает состояние атмосферы, расположение предприятия, химические свойства выбрасываемых веществ, параметры трубы и потока газовоздушной смеси и т.д.

Безусловно, на горизонтальное перемещение примесей будет влиять ветер, он будет снижать концентрацию загрязняющих веществ, перемешивая выбрасываемую смесь с воздушными массами. Вертикальное перемещение примесей определяется распределением температур в вертикальном направлении. Поэтому расчет производится для неблагоприятных (для рассеивания примесей) погодных условий, то есть для безветренной погоды, а также учитывается температурная стратификация атмосферы (коэффициент А).

Поскольку, мы исходим из условий отсутствия ветра, распределение концентрации по окружающей территории будет носить симметричный характер. Центром симметрии служит труба, принимаемая, как точечный источник. Поэтому, задача сводится к расчету распределения концентрации вдоль радиальной оси OX (рис.1.).

C_Ф

C₂

C₁

C_m

x

x₂

x_m

x₁

C

Рис.1.

На некотором расстоянии от трубы x_m всегда образуется область максимальной концентрации C_m. Расстояние от основания трубы до этой области тем меньше, чем сильнее турбулентность и ниже труба.

Именно в нахождении координаты этой области и состоит суть данной задачи. Кроме того, представляет интерес определение концентрации загрязняющих веществ в точках с заданной координатой. Реальное значение концентрации загрязняющих веществ на конкретной территории можно получить, учитывая фоновое значение С_Ф, то есть концентрацию данного вещества, уже присутствующую на местности.

Расчет рассеивания загрязняющих веществ производится для приземного слоя атмосферы – на высоте 2 м от поверхности земли. Местность, на которой находится предприятие, считается ровной.

Для каждого технологического процесса характерен свой химический состав выбрасываемой газовоздушной смеси. Однако, в общем случае, расчет ведется относительно четырех основных загрязнителей:

– оксида азота NO;

– диоксида азота NO₂;

– оксида углерода CO;

– диоксида серы (SO₂).

Условие задачи.

Рассчитать величину концентрации вредного вещества в приземной области атмосферы, прилегающей к промышленному предприятию, расположенному на ровной местности, при выбросе из трубы нагретой газовоздушной смеси.

Дата добавления: 2015-05-26