ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Определить предельно-допустимые выбросы вредных веществ в атмосферу.

Лабораторная Работа №1

Исследование газопылевых выбросов в атмосферу. Определение предельно-допустимых выбросов (ПДВ)

Цель работы: Определение концентрации газопылевых выбросов весовым методом, расчет приземной концентрации вредных веществ и установление предельно-допустимого выброса (ПДВ)

Оборудование и приборы:Аспиратор М-822, газовая камера, компрессор, аэрозольные фильтры АФА, аналитические весы.

Краткие сведения из теории

Выбросы вредных веществ в атмосферу резко снижают экологическую безопасность, оказывают непосредственное, отрицательное влияние на здоровье человека и окружающую среду. В связи с этим поступление вредных веществ в атмосферу ограничивается нормативами: предельно-допустимой концентрацией (ПДК) и предельно-допустимым выбросом (ПДВ). ПДК подразделяются на ПДК максимально разовые (ПДК м.р.) и среднесуточные (ПДК ср.с.). ПДВ является технологическим показателем и устанавливается для контроля над выбросом вредных веществ в атмосферу непосредственно из источника. ПДВ представляет собой количество вредного вещества (г/с), которое при попадании в атмосферу не создает в приземном слое воздуха концентрацию, превышающую ПДК. Таким образом, для установления ПДВ необходимо определить максимальную предельную концентрацию вещества.

Описание лабораторной установки

Установка (рис. 1) состоит из газопылевой камеры 1, служащей ёмкостью для создания загазованного воздуха. Передняя стенка камеры откидная, уплотняемая. Имеется бункер-дозатор 2 с пылью. Пыль и газы развеваются с помощью сжатого воздуха, поступающего от компрессора 3. На боковой стенке камеры имеется отверстие 4 для снятия пробы воздуха, в которое вставляется патрон с фильтром 5. Запыленный воздух по трубопроводу 6 поступает в аспиратор 7, имеющий ротаметры 8, которые позволяют определить расход воздуха.

Рисунок 1 – Схема установки.

Воздух, проходя через фильтры, оставляет содержащиеся в нем примеси. Таким образом, пропускается через фильтр известный объем запыленного или загазованного воздуха и установив массу задержанных примесей можно рассчитать их концентрацию.

Порядок выполнения работы

1. Взвесить аэрозольный фильтр АФА-ВП-10 С В – для весового анализа, П – материал на основе перхлорвиниловых волокон, 10 – площадь рабочей поверхности, установить начальную массу m_H, мг. В случае если устанавливается концентрация паров растворителей или других газов, поверхность фильтра покрыта адсорбентом (активным углем).

2. Вставить фильтр в патрон и установить его в газопылевой камере.

3. Включить аспиратор и секундомер. Установить расход воздуха и время заборы пробы.

4. После забора пробы выключить аспиратор.

5. Извлечь фильтр из патрона и взвесить. Записать массу фильтра с примесями m_K, мг.

6. Таблица с исходными данными.

Таблица 1: Исходные данные для расчета ПДВ.

№вар.	t_r,°C	t_в, °C	H, м	Д, м	Вредное вещество	ПДК м.р. мг/м³
				0,55	пыль	0,55	0,1

7. Результаты измерений занести в таблицу:

Таблица 2.

Скорость отбора пробы, V,м³/c	Время отбора пробы, τ,с	Объем воздуха, V_Т, м³	Т °, К	Р_в, Мпа	V₀, м³	Δm, мг	С, мг/м³
		0,176		0,09	0,0849		471,143

Определить предельно-допустимые выбросы вредных веществ в атмосферу.

Концентрацию пыли в воздухе рассчитываем по формуле:

(1),

Где – разность между массой фильтра до отбора пробы и массой фильтра после отбора пробы

- объём воздуха, прошедшего через фильтр при нормальных условия (T = 273°K и P₀ = 0,1013 МПа), м³

В свою очередь

(2),

Где Т_г – температура анализируемого воздуха, K;

Т_{г =} t_г + 273 = 463

P_в – барометрическое давление, МПа;

P_в = 0,09 МПа

V_t – Объём воздуха, прошедшего через фильтр при Т_в и P_в, м³

(3),

Где V – скорость отбора пробы V = 13л/мин = 0,000271 м³/с

τ– время отбора пробы, τ = 800 с.

м³

Теперь подставим полученные значения в формулу (2):

м³,

Подставим численные значения в формулу 1:

мг/м³

Максимальная приземная концентрация вредного вещества С_м, которая может установиться на некотором расстоянии от места выброса при неблагоприятных метеорологических условиях для нагретых выбросов определяется по формуле:

(4),

Где А – коэффициент, зависящий от метеорологических условий и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в воздухе, А = 200

М – масса вредно вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени, мг/с

F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в воздухе, F =2

m, n – безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

Н – высота источника выбросов, м.

∆Т – разность между температурой газовоздушной смеси Т₂ и температурой окружающего воздуха Т_в, К°, ∆Т = 230 – 23 = 207 К

V_l – объём газовоздушной смеси, м³/с

Масса вредного вещества определяется по формуле:

(5),

Где С – концентрация вредного вещества, мг/м³

– объём газовоздушной смеси при нормальных условиях, м³

(6),

Подставим численное значение в формулу (5):

мг/с

Объём газовоздушной смеси определяется по формуле:

(7),

м³

Безразмерный коэффициент m рассчитывается по формуле:

(8),

Где f – вспомогательный параметр

(9),

Где W₀ – скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника, м/с

D – диаметр устья источника, м

Скорость выхода W₀определяется по формуле:

(10),

м/с

Подставим численные значения в формулу (9):

м/с²· К°

Подставим численные значения в формулу (8):

Безразмерный коэффициент n рассчитывается в зависимости от величины вспомогательного параметра V_m_:

(11),

Поскольку 0,5 ≤ 1,1266≤ 2 то

(12),

Опасная скорость ветра U_m также определяется с учетом величины V_m

Поскольку 0,5 ≤ 1,1266≤ 2 то

(13),

Расстояние от источника выброса X_m на котором достигается максимальная приземная концентрация C_m равно

(14),

Где α – безразмерный коэффициент.

Для нагретых выбросов

(15),

Подставим численные значения в формулу (4):

мг/м³

Предельно-допустимый выброс рассчитывается по формуле:

(16),

Где С_ф – фоновая концентрация веществ, создаваемая другим источником:

(17),

Подставим численные значения в формулу (16):

ПДВ = = 4,781869

Вывод:

При выполнении данной лабораторной работы я ознакомилась с такими понятиями, как предельно-допустимая концентрация (ПДК) и виды ПДК. Также изучила механизм работы лабораторной установки, с помощью которой определяется концентрация вредных веществ в воздухе. Также мы научились рассчитывать ПДВ вредных веществ в атмосфере.

Из расчетов видно, что предельная концентрация вредного вещества больше ПДК на 9,07756, и уровень ПДВ превышает ПДК на 4,231869, следовательно, необходимо увеличить высоту источника выбросов, равную 105,32 м.