Контрольная работа по "Экологии"

Помимо этого, при движении поезда происходят соударения автосцепных устройств в результате относительных боковых, вертикальных и продольных колебаний локомотива и вагонов. Шум. генерируемый работой автосцепных устройств, представляет собой нестационарный случайный импульсный процесс и вносит свой вклад во внешний шум тепловоза.

 

Задача № 5

Определить минимальную высоту одноствольной трубы для рассеивания в атмосфере нагретых ьзовоздушных выбросов оксида углерода (СО).

Вариант исходных данных принять по предпоследней цифре учебного шифра (табл. 6). 

Таблица 6

Исходные данные к задаче 5
	2
Фоновая концентрация СО в приземном слое атмосферы, Сф, мг/м"1	1,2
Масса СО, выбрасываемого в атмосферу. М, г/с	27,6
Объем воздуха, выбрасываемого из трубы, Q, М3 /с	3,6
Разность между температурой выброса и температурой окружающего воздуха ΔТ, °С	27
Диаметр устья трубы D, м	1.3

 
 
 
 

Решение: 

1.  Предварительное значение минимальной высоты трубы Н, м, для рассеивания в атмосфере нагретых выбросов вредных веществ до концентрации, не превышающих значений ПДК в приземном слое атмосферы, определяется по формуле

 
 

Где A, F, ῃ- параметры, определяемые аналогично задаче 1;

ПДК=5мг/м³ - максимально разовая предельно допустимая концентрация, мг/м (принимается по прил. 2).

А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы и определяющий условия вертикального и горизонтального рассеивания вредных веществ в атмосферном воздухе (принят по прил. 1) А=180

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе ( для газообразных вредных веществ F=l);

ῃ  - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности ( в случае ровной местности ῃ =1);

Среднюю скорость w₀, м/с, выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса

 
 
 
 
 

• Значения коэффициентов тип определить в зависимости от параметров f и u_м, м/с:

 

 
 

 
 
 
 
 

• Коэффициент m определить в зависимости от f по формуле

 

 
 

• Коэффициент п определить в зависимости от величины v_m

При 0,5 ≤u_m<2

n = 0.532 u_m²- 2,13u_m + 3,13=   0,532 * 1,165² - 2,13 * 1,165 + 3,13 = 1,67 

По найденному таким образом значению Н - H₁ определяется на основании формул задачи 1 значения f u_m устанавливаются в первом приближении коэффициенты m = m₁ и n = n₁ . Если m₁ *n₁ ≠1, то по m₁ и n₁ определяется второе приближение Н = Н2 по формуле 

 

Искомой высотой трубы является большее из этих значений с округление до целых метров в большую сторону. Н=20 м

2. С увеличением высоты трубы уровень приземной концентрации вредных веществ уменьшается. 

Задача № 6

Определить основные размеры нефтеловушки, используемой в качестве первой ступени очистки воды в оборотной системе водоснабжения промывочно - пропарочной станции, и эффективность ее работы.

Вариант исходных данных принять по предпоследней цифре учебного шифра (табл. 7). 

Исходные данные к задаче 6	2
Количество обрабатываемых цистерн в сутки N, шт.	120
Расход воды на промывку одной цистерны Рц м3	20
Скорость движения воды отстойной зоне нефтеловушки, vB, м/с	0,01
Глубина проточной части отстойной зоны нефтеловушки Н, м	1,9
Наименьший размер улавливаемых частиц нефтепродуктов в сточной воде rч, 10-6	60
Начальная концентрация нефтепродуктов в очищаемой воде Сн, г/м3	860

 

Примечания .

1. Коэффициент часовой неравномерности поступления очищаемой воды к_н=1,5.
2. Число секций в нефтеловушке п=3.
3. Допустимая концентрация нефтепродуктов на выходе нефтеловушки С_к=150 г/м³
4. Температура оборотной воды, подаваемой в нефтеловушку, не ниже 20°С

 

Решение: 

1.  Определить максимальный секундный расход воды, м³/с через одну секцию нефтеловушки по формуле 

 
 

 
 
 

2. Определить требуемую ширину В. м, каждой секции нефтеловушки из условия пропуска Q_max по формуле

 
 
 
 
 
 
 

Значение В, м, округлить до целых значений в большую сторону.

3. Для предварительного расчёта размеров нефтеловушки принять ламинарный характер потока воды в отстойной зоне при постоянных скоростях движения воды Vb и всплытия частиц нефтепродуктов V_Ч.

Скорость всплытия частиц нефтепродуктов V_Ч, м/с² . найти из условия равенства выталкивающей архимедовой силы и силы вязкого сопротивления воды по формуле

 
 
 
 
 
 
 

где g - ускорение свободного падения, м/с²;

r_Ч - радиус (размер) улавливаемых частиц нефтепродуктов, м;

р_ч, Р_в -соответственно плотности частиц нефтепродуктов и воды, кг/м³

(принят по справочным данным);

γ - кинематическая вязкость воды, м²/с, зависящая от температуры, для 20°С

γ =10^-6 м²/с.

4. Длина отстойной зоны нефтеловушки L, м, определяется из условия равенства времени всплытия нефтечастиц на поверхность и времени прохождения потока воды в отстойной зоне:

 
 
 

4. С учётом реальных турбулентных процессов, происходящих в нефтеловушке, действительная скорость всплытия нефтечастиц будет равна:

u_ч'=u_ч-w= 0,0066-0,0004=0,0062

где w - вертикальная турбулентная составляющая скорости, м/с; с достаточной для практики точностью может быть принята равной 0,04v_B.

w = 0.04v_B = 0,04*0,01 = 0,0004м/с

4. Уточнить длину отстойной зоны нефтеловушки по формуле

L'=v_B/v_ч*H=2,85

Найденное значение L', м округляем до целого значения в большую сторону.

4. Эффективность работы нефтеловушки по уменьшению концентрации нефтепродуктов в очищаемой воде определяется по формуле

n=1-e^{-VчL'/(UчН)}=0.63

4. Вычислим фактическую концентрацию нефтепродуктов на выходе нефтеловушки г/м³

С_ф=С_Н(1-n)=860(1-0,63)=316,37 г/м³

      Фактическая концентрация нефтепровуктов превышает допустимую концентрацию нефтепродуктов на выходе нефтеловушки С_к=150 г/м³

 

      

Задача №8

Определить необходимую степень очистки промышленных сточных вод от загрязняющих взвешенных веществ. Сточные воды после очистки на очистных сооружениях выпускаются в водоём, используемый для питьевого водоснабжения. 

Вариант исходных данных для расчёта принять по предпоследней цифре учебного шифра (табл.9) 

	Исходные данные к задаче 8
		2
	Расход воды водоёма в створе у места выпуска сточных вод Q,м3/с	17
	Расход сточных вод, сбрасываемых в водоём, q, м3/с	0,14
	Средняя глубина водоёма Нср,м	2,3
	Средняя скорость течения воды в водоёме vcp,m/c	0,39
	Концентрация взвешенных веществ в сточных водах, поступающих на очистную станцию. С, г/м3	250
	Концентрация взвешенных веществ в водоёме до выпуска сточных вод CB, г/м3	0,1

 

1. Для определения требуемой степени очистки сточных вод от загрязняющих взвешенных веществ необходимо рассчитать допустимую концентрацию взвешенных веществ в очищенных сточных водах перед выпуском их в водоем С_доп, г/м³ . Эта концентрация должна удовлетворять условию

С_доп≤ С_в+ n*р=0,1+60*0,25=15,13 г/м³ 

Где С_в - концентрация взвешенных веществ в водоеме до выпуска туда сточных вод, г/м³;

n - кратность разбавления в расчетном створе; 

р - допустимое санитарными нормами увеличение содержание взвешенных веществ в водоеме после спуска сточных вод г/м³ . Для данного водоема I категории водопользования р=0,25 г/м³. 

2. Для определения кратности

 
 
 
 
 

Необходимо рассчитать:

• Коэффициент турбулентности диффузии

 

 
 
 

• Коэффициент, учитывающей влияние гидравлических факторов смешения сточных вод

 
 
 
 

Гдеᶓ- коэффициент, характеризующий место расположения выпуска сточных вод( в задаче принять береговой выпуск, для которого ᶓ =1);

φ- коэффициент извилистости русла (φ =l,5).

Коэффициент смешения сточных вод с водой водоема рассчитывается по формуле

 
 

Где  
 
 

L - расстояние от места выпуска сточных вод до расчетного створа, при решении задачи принять равным 1000 м.

3. Сравнить С_доп с концентрацией взвешенных веществ С в сточных водах, поступающих на очистную станцию. При С_доп< С рассчитать необходимую степень очистки сточных вод от взвешенных примесей Э , %, по формуле