Bài tập nguồn điểm cao theo Berliand

Tính tốn nồng độ chất ơ nhiễm theo mơ hình Berliand M.E
Họ và tên: Nguyễn Phan Mỹ Anh
MSSV: 1503063 – Lớp 63HK3 – Nhóm 2
Số liệu ban đầu:
-

Độ ghồ ghề của mặt đất 1

-

Cấp độ độ ổn định là B

-

Địa điểm: Điện Biên

-

Ống khói:
 Lượng dầu tiêu thụ: 850 kg/h
 Đường kính ống khói: 1300 mm
 Chiều cao các ống khói: 19 m
 Nhiệt độ khói: 180 ͦ C

-

vttH = (vT6 + vT7 + vT8 ) : 3 = ( 1 + 0,8 + 0,8) : 3 = 0,87 ( m/s) = U

a. Vận tốc gió nguy hiểm VM
Chênh lệch nhiệt độ giữa khói thải và khơng khí xung quanh: ∆ t = Tkhói – ttb với ttb = tttH
 t = 180 – 25,76 = 154,24 (C) > 20C => Đây là nguồn nóng

√

 VM= 0,65× 3

L.∆t
H

Chiều cao ống khói: H = 19 m
Lưu lượng khí thải: Lt = 6,127 (m3/s)

√

 VM = 0,65× 3
Xác định f:

L.∆t
6,127 × 154,24
= 0,65× 3
= 2,39 (m/s)
H
19

f = 103 ×

√

ω2 . D
H2. ∆ t

(

m
¿
ω2 ℃

Trong đó :

1


D: Đường kính ống khói, D = 1,3 m
ω Vận tốc ở miệng ống khói (m/s)
Lt

6,127
 = D = 1,3 2 = 4,616 (m/s)
4
4
2

 f =103×

m
4,6162 ×1,3
= 0,4975 ( 2 )
2
ω ℃
19 × 154,24

Vì VM > 2 (m/s) => Vận tốc gió nguy hiểm UM được xác định :
UM = VM × (1 + 0,12× f 0,5) = 2,39 × (1 + 0,12 ×0,49750,5 ) = 2,59 (m/s)

b. Nồng độ cực đại trên mặt đất ứng với vận tốc gió nguy hiểm (tính theo UM)
Đối với nguồn nóng:

CM =

A . M . F .m . n
3
2
1/ 3 (mg/m )
H (L . ∆ t)

Trong đó :
+ M : tải lượng chất độc hại trong khí thải, chọn loại khí thải để tính tốn là SO2 :
=> MSO2 = 17,459 (g/s)
+ L: Lưu lượng khí thải, Lt = 6,127 (m3/s)
+ H : chiều cao của ống khói, H = 19 (m)
+ A: Hệ số kể đến độ ổn định của khí quyển, chọn A = 200 -> 225
+ F: Hệ số kể đến loại chất khuếch tán, đối với khí SO2: F = 1
+ m, n : Hệ số không thứ nguyên kể đến điều kiện thốt ra của khí thải ở miệng ống khói
 Xác định m:

m = (0,67 + 0,1.√ f + 0,34 .√3 f )-1
= (0,67 + 0,1.√ 0,4975 + 0,34.√3 0,4975 )-1 = 0,99

 Xác định n: vì VM = 2,39 > 2 (m/s) => n = 1
+ ∆ t : hiệu chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ ống khói và nhiệt độ xung quanh,
∆ t = 154,24 (C)

 CM =

200× 17,459× 1× 0,99 ×1
= 0,976 (mg/m3) -> 1,097
19 2 ×(6,127 ×154,24)1 /3

2


c. Khoảng cách Xmax từ nguồn đến vị trí trên trục gió có nồng độ cực đại:
Xmax =

.d .H
( 5−F
4 )

(m)

o

Trong đó :
+ do : hệ số phụ thuộc vào các thơng số f và VM, đối với nguồn nóng khi VM > 2 (m/s) thì
do = 7.√ V M .(1 + 0,28.√3 f ) = 7×√ 2,39 × (1 + 0,28×√3 0,4975 ) = 13,22
 Xmax =

( 5−14 ) × 13,22 × 19 = 251,18 (m)

d. Nồng độ chất ô nhiễm độc hại trên mặt đất ở vị trí tọa độ x, y bất kỳ:
Cx = S1.Cmax

Cx,y = S2.Cx = S1.S2.Cmax
Trong đó :
x

+ S1: Hệ số phụ thuộc vào tỷ số α = x
max
500

 Với C (500, 200): x = 500, y = 200 thì α = 251,18 = 1,99
Khi 1 ≤ α ≤ 8 thì S1 = 1,13.(0,13.α 2 + 1)-1 = 1,13 × (0,13 ×1,992 + 1)-1 = 0,746
+ S2: Hệ số phụ thuộc vào vận tốc gió U ( với U = 0,87 m/s) và tỷ số

y
dưới dạng:
x

2002
β = U.(y /x ) = 0,87 ×
= 0,14
5002
2

2

S2 = [(1 + 8,4. β ).(1+ 28,2. β 2 )]-1 = [(1 + 8,4×0,14)×(1+ 28,2×0,14 2 )]-1 = 0,296
Cx = S1.Cmax = 0,746 × 0,976 = 0,728 (mg/m3)
Cx,y = S2.Cx = S1.S2.Cmax = 0,746 × 0,296 × 0,976 = 0,215 (mg/m3)
1200

 Với C (1200, 100): x = 1200, y = 100 thì α = 251,18 = 4,77

3


Khi 1 ≤ α ≤ 8 thì S1 = 1,13.(0,13.α 2 + 1)-1 = 1,13 × (0,13 ×4,77 2 + 1)-1 = 0,286
 β = U.(y2/x2) = 0,87 ×

1002
-3
2 = 6,04×10
1200

 S2 = [(1 + 8,4. β ).(1+ 28,2. β 2 )]-1 = [(1 + 8,4×6,04×10-3)×(1+ 28,2×(6,04×10-3 )2)]-1 S2
= 1,05
 Cx = S1.Cmax = 0,286 × 0,976 = 0,28 (mg/m3)
 Cx,y = S2.Cx = S1.S2.Cmax = 0,286 × 1,05 × 0,976 = 0,293 (mg/m3)

e. Nồng độ chất ô nhiễm trên mặt đất khi vận tốc gió U bất kỳ khác UM:
Cmax(U) = r.Cmax(Um)
XM(U) = p.XM(Um)
Trong đó:
U

0,87

r, p : các hệ số phụ thuộc vào tỷ số γ = U =
= 0,336 và được xác định như sau :
2,59
M
Vì γ < 1 nên

r = γ .(0,67 + 1,67. γ - 1,34. γ 2)
r = 0,336 × (0,67 + 1,67 × 0,336 - 1,34 × 0,3362)

=> r = 0,363
Vì 0,25 < γ ≤1 nên p = 8,43.(1- γ )5 + 1 = 8,43 × (1 - 0,336)5 +1 = 2,09
 Cmax(U) = r. Cmax(Um) = 0,363 × 0,976 = 0,35 (mg/m3)
 XM(U) = p. XM(Um) = 2,09 × 251,18 = 525 (m)

4