background image

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

 

 

 

background image

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 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

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 

 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Tabela 2. Stałe zależne od stanów równowagi atmosfery 
 

Stała 

0,080 

0,143 

0,196 

0,270 

0,363 

0,440 

0,888 

0,865 

0,845 

0,818 

0,784 

0,756 

1,284 

1,108 

0,978 

0,822 

0,660 

0,551 

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

 

       

 

 

background image

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 H≠h obliczamy wg wzoru: 
 
 

Ū 

 

 

              

 

*[ 

   

   

   

  [m/s] 

 

Ū 

 

                     

    

*[      

      

   

      

  = 

1,05 [m/s] 

 

background image

 

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] 

 

 

 

 

 

background image

 

ua 

uh 

Δh 

ū 

sm 

xm 

669,31 

1,02 

14,54 

33,54 

1,05 

0,844 

0,064 

173,9 

106,9 

669,31 

2,05 

7,27 

26,27 

2,08 

0,866 

0,068 

134,5 

84,8 

669,31 

3,07 

4,85 

23,85 

3,10 

0,874 

0,069 

106,5 

77,4 

669,31 

1,04 

14,27 

33,27 

1,05 

0,665 

0,137 

237,4 

110,0 

669,31 

2,09 

7,13 

26,13 

2,08 

0,686 

0,144 

186,2 

84,4 

669,31 

3,13 

4,76 

23,76 

3,10 

0,695 

0,147 

148,2 

76,0 

669,31 

4,18 

3,57 

22,57 

4,13 

0,699 

0,148 

122,3 

71,9 

669,31 

5,22 

2,85 

21,85 

5,15 

0,702 

0,149 

103,9 

69,4 

669,31 

1,06 

14,04 

33,04 

1,05 

0,580 

0,206 

256,1 

130,7 

669,31 

2,12 

7,02 

26,02 

2,08 

0,601 

0,217 

203,9 

97,1 

669,31 

3,19 

4,68 

23,68 

3,10 

0,609 

0,221 

163,2 

86,5 

669,31 

4,25 

3,51 

22,51 

4,13 

0,614 

0,224 

135,1 

81,2 

669,31 

5,31 

4,39 

23,39 

5,17 

0,611 

0,222 

100,4 

85,1 

669,31 

6,37 

2,66 

21,66 

6,18 

0,617 

0,225 

97,1 

77,4 

669,31 

7,43 

1,66 

20,66 

7,20 

0,621 

0,227 

91,1 

73,1 

669,31 

8,49 

1,06 

20,06 

8,22 

0,624 

0,229 

84,5 

70,5 

669,31 

1,09 

13,72 

32,72 

1,05 

0,502 

0,313 

245,8 

188,0 

669,31 

2,17 

6,86 

25,86 

2,08 

0,523 

0,329 

200,7 

132,7 

669,31 

3,26 

4,57 

23,57 

3,10 

0,531 

0,336 

162,2 

115,8 

669,31 

4,34 

3,43 

22,43 

4,13 

0,535 

0,339 

134,9 

107,7 

669,31 

5,43 

4,13 

23,13 

5,17 

0,533 

0,337 

101,2 

112,6 

669,31 

6,52 

2,49 

21,49 

6,18 

0,539 

0,342 

98,3 

101,1 

669,31 

7,60 

1,55 

20,55 

7,20 

0,543 

0,345 

92,5 

94,7 

669,31 

8,69 

0,97 

19,97 

8,21 

0,546 

0,347 

85,8 

90,9 

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 

669,31 

1,12 

13,34 

32,34 

1,05 

0,437 

0,461 

201,0 

346,4 

669,31 

2,23 

6,67 

25,67 

2,08 

0,457 

0,485 

170,7 

226,4 

669,31 

3,35 

4,45 

23,45 

3,10 

0,465 

0,494 

140,0 

191,8 

669,31 

4,47 

6,81 

25,81 

4,15 

0,457 

0,484 

84,3 

228,7 

669,31 

5,59 

3,83 

22,83 

5,16 

0,467 

0,497 

89,3 

182,7 

669,31 

1,14 

13,03 

32,03 

1,05 

0,397 

0,593 

157,9 

1037,3 

669,31 

2,29 

6,52 

25,52 

2,08 

0,417 

0,623 

139,2 

628,3 

669,31 

3,43 

4,34 

23,34 

3,10 

0,425 

0,635 

115,9 

517,0 

669,31 

4,58 

6,43 

25,43 

4,15 

0,418 

0,624 

70,2 

623,5 

 

 

 

background image

 

  

 = 

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.