Wydział Rolniczo - Ekonomiczny

Kierunek: Ochrona Środowiska

Aleksandra Sikora
Oliwia Stachowicz
Rok studiów: III

Rok akademicki: 2012/2013

ĆWICZENIE NUMER 1

z przedmiotu Ochrona Powietrza

Tytuł: Obliczenie odległości

od miejsca emisji maksymalnego

zanieczyszczenia powietrza

dla tlenku węgla.

Kraków 2013

Zawartość opracowania

Podstawa obliczeń: .................................................................................................................................. 3

Dane do obliczeń poziomów substancji w powietrzu: ............................................................................ 3



Parametry emitora: ..................................................................................................................... 3



Emisja: ......................................................................................................................................... 3



Dane meteorologiczne: ............................................................................................................... 3

Obliczenia: ............................................................................................................................................... 4

1.

Efektywna wysokość emitora (wysokość pozornego punktu emisji): ......................................... 4

2.

Parametry meteorologiczne: ....................................................................................................... 5

3. Najwyższe ze stężeń maksymalnych substancji w powietrzu Smm dla pojedynczego emitora ..... 6

WNIOSKI: ................................................................................................................................................. 8

Podstawa obliczeń:

Rozporządzenie Ministra

Środowiska z dnia 26 I 2010 roku w sprawie wartości odniesienia

dla niektórych substancji w powietrzu. Dziennik Ustaw nr 16 z 2010 roku, Poz. 87.

Dane do obliczeń poziomów substancji w powietrzu:



Parametry emitora:

 Geometryczna wysokość emitora liczona od poziomu terenu – h=19m
 Średnica wewnętrzna wylotu emitora – d=1,3m
 Prędkość gazów odlotowych na wylocie emitora – v=4,3 m/s
 Temperatura gazów odlotowych na wylocie emitora– T=418,15K



Emisja:

 Maksymalną emisję uśrednioną dla jednej godziny -

=1850mg/s



Dane meteorologiczne:

 Statystyka stanów równowagi atmosfery, prędkości i kierunków wiatru

(róża wiatru)

 Wartość współczynnika aerodynamicznej szorstkości terenu

=0,5

 Średnia temperatura powietrza dla okresu obliczeniowego -

= 279,65K

Wyróżnionych jest 36 różnych sytuacji meteorologicznych wynikających z sześciu stanów

równowagi atmosfery, którym odpowiadają zakresy prędkości wiatru na wysokości

= 14m, ze

skokiem co 1 m/s.

Tabela 1. Sytuacje meteorologiczne

Stan równowagi atmosfery

Zakres prędkości wiatru

[m/s]

1 – silnie chwiejna

1-3

2 – chwiejna

1-5

3 – lekko chwiejna

1-8

4 – obojętna

1-11

5 – lekko stała

1-5

6– stała

1-4

Tabela 2. Stałe zależne od stanów równowagi atmosfery

Stała

1

2

3

4

5

6

m

0,080

0,143

0,196

0,270

0,363

0,440

a

0,888

0,865

0,845

0,818

0,784

0,756

b

1,284

1,108

0,978

0,822

0,660

0,551

g

1,692

1,781

1,864

1,995

2,188

2,372

0,213

0,218

0,224

0,234

0,251

0,271

0,815

0,771

0,727

0,657

0,553

0,745

Obliczenia:

1. Efektywna wysokość emitora (wysokość pozornego punktu emisji):

H= h+∆h

H=19+ 14,54=

33,54

Wyniesienie gazów ∆h zależy od prędkości wylotowej gazów v [m/s], emisji ciepła Q i prędkości

wiatru na wysokości wylotu z emitora

[m/s].



Obliczamy emisję ciepła wg wzoru:

Q=

[kJ/s]

Q=

=

669,31[kJ/s]



Wyniesienie gazów odlotowych ∆h oblicza się na podstawie następujących formuł:

1. Formuły Hollanda, gdy0≤Q≤16 000 kJ/s, przy czym wyróżnia się następujące przypadki tej

formuły:

a) ∆h=∆

=0

dla v≤0,5

b) ∆h=∆

=

dla v≥

∆h=∆

=

=

14,54

c) ∆h=∆

=

*

dla 0,5

<v<

2. Formuły CONCAWE, gdy Q>24 000 kJ/s

∆h=∆

=

3. Kombinacji formuły Hollanda i CONCAWE, gdy 16 000 < Q < 24 000 kJ/s

∆h=∆

*

2. Parametry meteorologiczne:



Prędkość wiatru na wysokości wylotu emitora

dla h ≤ 300m :

[m/s]

=

1,02[m/s]

gdzie:

- prędkość wiatru na wysokości anemometru [m/s] (jedna z 36),

m - stała zależna od stanu równowagi atmosfery, tabela 2.



Średnią prędkość wiatru w warstwie od poziomu terenu do efektywnej wysokości emitora
dla H≤300m:

[m/s]



Średnią prędkość wiatru w warstwie od geometrycznej wysokości emitora do efektywnej
wysokości emitora dla H≤300m i H≠h obliczamy wg wzoru:

Ū

*[

[m/s]

Ū

*[

=

1,05 [m/s]



Współczynnik poziomej dyfuzji atmosferycznej:

=A*

gdzie,

A=0,088*

+1-ln

)

A=0,088*

+1-ln

)=

0,844



współczynnik pionowej dyfuzji atmosferycznej:

=B*

gdzie,B=0,38

-ln

)

B=0,38

-ln

)=

0,064

3. Najwyższe ze stężeń maksymalnych substancji w powietrzu Smm dla pojedynczego emitora



Stężenie maksymalne substancji gazowej uśrednione dla 1 godziny Sm w określonej
sytuacji meteorologicznej oblicza się wg wzoru:

=

[μg/

]

=

=

173,9 [μg/

]



Stężenia Sm występują w stosunku do emitora w odległości

wyrażonej wzorem:

[m]

=

106,9 [m]

ua

Q

uh

Δh

H

ū

A

B

sm

xm

1

669,31

1,02

14,54

33,54

1,05

0,844

0,064

173,9

106,9

2

669,31

2,05

7,27

26,27

2,08

0,866

0,068

134,5

84,8

3

669,31

3,07

4,85

23,85

3,10

0,874

0,069

106,5

77,4

1

669,31

1,04

14,27

33,27

1,05

0,665

0,137

237,4

110,0

2

669,31

2,09

7,13

26,13

2,08

0,686

0,144

186,2

84,4

3

669,31

3,13

4,76

23,76

3,10

0,695

0,147

148,2

76,0

4

669,31

4,18

3,57

22,57

4,13

0,699

0,148

122,3

71,9

5

669,31

5,22

2,85

21,85

5,15

0,702

0,149

103,9

69,4

1

669,31

1,06

14,04

33,04

1,05

0,580

0,206

256,1

130,7

2

669,31

2,12

7,02

26,02

2,08

0,601

0,217

203,9

97,1

3

669,31

3,19

4,68

23,68

3,10

0,609

0,221

163,2

86,5

4

669,31

4,25

3,51

22,51

4,13

0,614

0,224

135,1

81,2

5

669,31

5,31

4,39

23,39

5,17

0,611

0,222

100,4

85,1

6

669,31

6,37

2,66

21,66

6,18

0,617

0,225

97,1

77,4

7

669,31

7,43

1,66

20,66

7,20

0,621

0,227

91,1

73,1

8

669,31

8,49

1,06

20,06

8,22

0,624

0,229

84,5

70,5

1

669,31

1,09

13,72

32,72

1,05

0,502

0,313

245,8

188,0

2

669,31

2,17

6,86

25,86

2,08

0,523

0,329

200,7

132,7

3

669,31

3,26

4,57

23,57

3,10

0,531

0,336

162,2

115,8

4

669,31

4,34

3,43

22,43

4,13

0,535

0,339

134,9

107,7

5

669,31

5,43

4,13

23,13

5,17

0,533

0,337

101,2

112,6

6

669,31

6,52

2,49

21,49

6,18

0,539

0,342

98,3

101,1

7

669,31

7,60

1,55

20,55

7,20

0,543

0,345

92,5

94,7

8

669,31

8,69

0,97

19,97

8,21

0,546

0,347

85,8

90,9

9

669,31

9,77

0,00

19,00

9,77

0,550

0,351

79,8

84,5

10

669,31

10,86

0,00

19,00

10,86

0,550

0,351

71,8

84,5

11

669,31

11,95

0,00

19,00

11,95

0,550

0,351

65,3

84,5

1

669,31

1,12

13,34

32,34

1,05

0,437

0,461

201,0

346,4

2

669,31

2,23

6,67

25,67

2,08

0,457

0,485

170,7

226,4

3

669,31

3,35

4,45

23,45

3,10

0,465

0,494

140,0

191,8

4

669,31

4,47

6,81

25,81

4,15

0,457

0,484

84,3

228,7

5

669,31

5,59

3,83

22,83

5,16

0,467

0,497

89,3

182,7

1

669,31

1,14

13,03

32,03

1,05

0,397

0,593

157,9

1037,3

2

669,31

2,29

6,52

25,52

2,08

0,417

0,623

139,2

628,3

3

669,31

3,43

4,34

23,34

3,10

0,425

0,635

115,9

517,0

4

669,31

4,58

6,43

25,43

4,15

0,418

0,624

70,2

623,5

=

173,9 [μg/

]

=

106,9 [m]

Sprawdzenie czy spełniony jest warunek:



Smm ≤ 0,1*D1

D

1

= 30 000 μg/

173,9 [μg/

]

≤ 0,1 * 30 000 µg/m

3

173,9 [μg/

]

≤ 3000 µg/m

3

WNIOSKI:
Warunek został spełniony

Występująca emisja tlenku węgla nie przekracza normy dopuszczalnej zawartości tych

substancji w powietrzu. Środki służące ograniczeniu tlenku węgla do atmosfery nie są

konieczne do podjęcia.

Tlenek węgla powstaje podczas procesu niepełnego spalania materiałów palnych, w tym
paliw, które występuje przy niedostatku tlenu w otaczającej atmosferze. Może to wynikać
z braku dopływu zewnętrznego powietrz do urządzenia, w którym następuje spalanie gazu
(lub innych paliw). Jest to szczególnie groźne w mieszkaniach w których okna są szczelne lub
uszczelnione na zimę.



Niebezpieczeństwo zaczadzenia wynika z faktu, że tlenek węgla:

- jest gazem niewyczuwalnym zmysłami człowieka (bezwonny, bezbarwny
i pozbawiony smaku),
- blokuje dostęp tlenu do organizmu, poprzez zajmowanie jego miejsca w czerwonych
ciałkach krwi, powodując przy długotrwałym narażeniu (w większych dawkach) śmierć przez
uduszenie.



Główną przyczyną zatruć czadem – tlenkiem węgla są:

- niedostosowania istniejącego systemu wentylacji do standardów szczelności stosowanych
okien i drzwi, w związku z wymianą starych okien i drzwi na nowe (szczelnie zamknięte okna
w pomieszczeniach w którym następuje spalanie gazu lub innych paliw). Najczęściej do
wypadków związanych z zatruciem czadem dochodzi w łazience wyposażonej w grzałkę
wody przepływowej tzw. terma gazowa czy junkers;
- niesprawność przewodów kominowych: wentylacyjnych, spalinowych i dymowych.