автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Закономерности распространения пылевых вентиляционных выбросов в приземном слое атмосферы

ГОССТРОЙ СССР

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСЮгЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНОЙ ЖЗИКИ

н и и с $

На правах рукописи ПРОСТАКОВ ВЛАДОШР МИХАЙЛОВИЧ

УДК 628.52/.53

ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЫЛЕВЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ВЫБРОСОЗ В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ

Специальность С5.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

Автореферат диссертации на соискание ученой степеш кандидата технических наук

Москва -

1990

Работа выполнена в Московском Ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительном институте бы. В.В.Куйбышева и Научно-исследовательском институте строительной физики Госстроя СССР.

Научный руководитель: доктор техштассдапс наук, профессор ТИТОВ В.П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, с.н.с.

САВИН В.К.

кандидат технических наук, с.н.с. ' С1Р0НГИН Л.С.

Ведущая организация: Всесоюзный центральный научно-исследовательский институт охраны труда БЦСПС (ВЦШОТ ЩСПС)

Защита состоится " " rtofl &j?Я 1990 г. б //~ час. на заседании специализированного совета Д.ОЗЗ.10.01 при Научно-исследоЕательскоы институте строительной физики Госстроя СССР по адресу: I2723S, Москва, Ло::оаотивный проезд, 21.

G диссертацией ыогно ознакомиться б научно-иетодическои

йопдз НШС5.

Автореферат разослан !! ¿0 " а £гусTCj 1290 г.

Ученый секретарь ^

специализированного совета А.З.Спиридонов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. С развитием промышленности, несмотря на совершенствование способов очистки, увеличивается количество загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу в виде вентиляционных и технологических выбросов.

Из многочисленных загрязнителей атмосферы, по определению комитета экспертов ВОЗ ООН, основными являются взвешенные частицы, затем сернистые соединения, окислы азота, окись углерода и окси-данты. Взвешенные частицы составляют около 1055 от общего выброса вредных веществ в атмосферу. Пылевой выброс только систем вентиляции в СССР превышает I млн. т. в год. По данным специалистов США рост количества пыли, образующейся в промышленности,составля-" ет 4$ ежегодно.

с

Радикальные меры защиты атмосферы от загрязнения взвешенными частицами состоят в црименении такой технологии, которая исключает выделение их, или в изоляции и улавливании пыли в очистных установках. Однако, полная очистка выбросов от пыли связана с таким резким ростом затрат, который делает производство экономически невыгодным. Поэтому приходится считаться с выбросом аэрозолей промышленными предприятиями в атмосферу.

Знание закономерностей рассеивания вредных веществ в атмосфере дает возможность прогнозировать изменение степени загрязнения приземного слоя воздуха при строительстве новых и модернизации существующих предприятий, определять оптимальные требования к технологическим процессам, оборудованию и очистным установкам, рационально размещать здания и сооружения на промышленных площадках, рассчитывать необходимую высоту источников выбросов.

Наиболее разработанными в настоящее время являются вопросы распространения газовых загрязнителей. Зависимости, описывающие распространение в атмосфере газов и паров, применяют, как правило, и ддя расчетов рассеивания пылевых выбросов, что является приемлемым только для мелкодисперсных аэрозолей. В этой связи проблема комплексных исследований процесса рассеивания в приземном слое атмосферного воздуха аэрозолей, содержащих частицы различной величины, плотности и формы, является актуальной и представляет научный и практический интерес.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является создание научно обоснованного метода расчета распространения пылевых вентиляционных и технологических выбросов, который позволяет оценивать степень загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха над промплощадкаыи и селитебными территориями.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие основные задачи:

- исследовать аэродинамику застройки и установить зависимости, определяющие протяженность циркуляционных, зон, возникающих при обтекании зданий различной взаимной ориентации воздушный потоком произвольного направления;

- получить математическое описание поля скоростей ветрового потока, набегающего на здание;

- исследовать закономерности распространения взвешенных частиц различного размера, плотности и формы в турбулентном воздушном потоке как от низких, так и от высоких источников;

- разработать методику, позволяющую рассчитывать поля приземных концентраций пыли, содержащейся в вентиляционных и технологических выбросах.

Методика моделирования базировалась на анализе результатов имеющихся теоретических исследований и экспериментальных работ в аэродинамических трубах с учетом положений теории подобия и с применением методов математической статистики при обработке полученных данных. Для решения поставленных задач были использованы также методы численного моделирования. Численные эксперименты проведены на ЭВМ ЕС-ЮЗЗ.

Научная новизна работы заключается в том, что получены зависимости, позволяющие рассчитывать распределение приземных концентраций взвешенных частиц различной величины, плотности и формы за препятствиями, определять протяженность циркуляционных зон, возникающих около групп зданий разной высоты с различной взаимной ориент ацией фасадов при выбранном направлении ветрового потока.

Практическая ценность. На основе исследований предложен инженерный метод расчета распространения пылевых вентиляционных выбросов и определения степени загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха. Метод позволяет рассчитывать распределение приземных концентраций пьши по любому направлению, находить максимальные приземные концентрации и расстояния, на которых они наблюдаются, определять необходимую степень очистки выбросов, оптимальную высоту источников, величину предельно допустимого выброса, а также разрабатывать технические и организационные мероприятия по улучшению состояния воздушной среды.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследований были использованы в процессе разработки комплексных мероприятий по охране окружающей среды для Московского завода тракторных гидроагрегатов (1982 г.),

Лихославльского завода светотехнических изделий "Светотехника" (1987 г.), завода "Центролит" (г.Каунас, 1988 г.), Московского инструментального завода "Калибр" (1988 г.). Для создания математических моделей АСУ микроклиматом корпусов опытно-производственного завода НИПКИ "Терминал" (1988 г.) использованы результаты работы по исследованию аэродинамики групп зданий разной высоты. При выборе мест воздухозабора систем вентиляции была цроведена оценка степени загрязнения воздушной среды над территорией дромплощадки. Методика расчета протяженности циркуляционных зон, разработанная на основе исследований аэродинамики промышленных застроек, наша применение при определении ветрового режима территорий, на которых размещаются здания и очистные сооружения, проектируемые Мосводо-канал НИИ проектом.

На защиту выносятся: I) зависимости для расчета протяженности циркуляционных зон отдельно стоячего здания при различных направлениях ветрового потока; 2) зависимости и метод расчета протяженности циркуляционных зон для групп зданий разной высоты с различной взаимной ориентацией фасадов при произвольном направлении ветра; 3) метод расчета поля скоростей воздушного потока, обтекающего здание, в том числе и в зоне отрывного течения; 4) метод расчета траекторий движения взвешенных частиц различного размера, плотности и формы, а также рассеивания аэрозолей в турбулентном потоке, обтекающем препятствие; 5) зависимости, описывающие процесс распространения Бзвешенных частиц как от низких, так и от высоких источников, учитывающие геометрические размеры здашШ и источников; б) методика моделирования диффузии взвешенных частиц на аэродинамическом стенде; 7) инженерная методика расчета рассеивания пылевых вентиляционные выбросов и степени загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха.

Апробация работы: Материалы диссертации докладывались и обсуждались: на У научно-технической и научно-методической конференции БТИСМ им. Гришманова (г.Белгород, 1981 г.); на ХУЛ научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ института (МИСИ, Москва, 1983 г.); на ХУШ научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ института (ШСИ, Москва, 1984 г.); на Всесоюзной научно-технической конференции (ВЦСПС, ВНИИОТ, Ленинград, 1986 г.); на П международном симпозиуме "Строительная климатология ' 87" (Москва, 1987 г.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 10 статьях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов по работе, списка использованной литературы из 195 наименований, в том числе 57 зарубежных, и 12 приложений. Работа содержит 287 страниц машинописного текста, включая 24 таблицы, 53 рисунка и приложения на НО страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Дан анализ отечественных и зарубежных публикаций, посвященных проблеме турбулентной диффузии в атмосфере.

В настоящее время имеется три подхода к решению этого вопроса. Разработаны теория градиентного переноса,'статистическая теория и теория диффузии с конечной скоростью.

Теория градиентного переноса связывает, изменение со временем концентрации примеси с ее градиентами по всем трем направлениям. Статистическая теория рассматривает движение диффундирующих частиц как подчиняющееся вероятностно-статистическим закономерностям.

Теория диффузии с конечной скоростью учитывает тот факт, что примесь распространяется по всему пространству не мгновенно, а с некоторой конечной скоростью.

Большой вклад в развитие теории градиентного переноса внесли О.Ф.Т.Робертс, В.Емидт, А.Н.Колмогоров, А.М.Обухов, М.Е.Берлянд, в разработку статистической теории - О.Г.Сеттон, Д.Б.Тернер, Л.И. Андреев, С.А.Клюгин, Ф.А.Гиффорд, И.З.Холланд, в создание теории диффузии с конечной скоростью - С.Голдстейн, А.С.Ыонин и А.Д.Гир-гидов.

На основе этих теорий создан целый ряд физико-математических моделей распространения примесей от высоких источников. Для низких источников деформация и турбулизация ветрового потока, зависящие от характера окружающей промышленной и жилой застройки, оказывают решающее влияние на процесс рассеивания примесей.

Проведено много исследований, посвященных вопросам аэродинамики застройки. Наиболее важными являются теоретические и экспериментальные работы Н.М.Томсона, Г.Эванса, Л.А.Вулиса, Г.Н.Абрамовича, Э.И.Реттера, Ф.Л.Серебровского, В.С.Никитина и С.Ы.Горлина.

Рассеивание примесей около зданий изучалось главным образом экспериментально в аэродинамических трубах и гидравлических лотках. Этой проблеме посвящены работы В.М.Эльтермана, С.И.Стриженова, В.П.Титова, В.В.Полякова, В.С.Тишкина, Н.Г.Ыаксимкиной, Л.В. Плотниковой, В.Т.Самсонова, А.С.Стронгина и др.

Существующие в настоящее время методы расчета распространения вредных веществ от высоких и низких источников позволяют описывать распределение концентраций газоЕых примесей или мелкодисперсных аэрозолей, процесс диффузии которых аналогичен диффузии газов. Известны лишь единичные публикации по вопросу рассеивания

пылевьк выбросов. Это работы А.К.Стерна, К.Х.Бозенквета, Ф.Сабет-ты, Р.Пива, Р.И.Оникула и Л.Г.Хуршудяна.

На основе данного обзора установлено, что до настоящего времени не проводились теоретические и экспериментальные исследования вопросов рассеивания вблизи зданий взвешенных частиц различных размеров, плотности и формы, имеющих большой диапазон скоростей оседания. Отметим, что распространение пылевых выбросов из высоких источников также малоизучено, особенно в направлениях, перпендикулярных ветровому потоку.

В результате анализа состояния вопроса были сформулированы цель и задачи исследований.

Аналитическое исследование рассеивания взвешенных частиц в приземном слое атмосферного воздуха

Траектории движения взвешенных частиц в деформированном ветровом потоке с неоднородным полем скоростей рассчитываются по дифференциальным уравнениям движения:

-(К*

%-е--*) г. м-*

-ф(и, -

Ых

где - проекция скорости частицы на ось X , 2£= /с/г"; 2-г -проекция скорости частицы на ось % , = ; - время

релаксации частицы, /10//3 ; Я- Бремя движения части-

цы; ¿/х н - проекции скорости ветрового потока соответственно на оси X и г ; ^ - ускорение свободного падения; у (/?£ ) -функция', учитывающая поправку к формуле Стокса при значениях критерия Рейнольдса

(I)

О <Яе< 1000; эе - динамический коэффициент формы, равный от-

ношению сопротивления среды движению данной частицы к сопротивле-

вивалентный диаметр частицы; - плотность частицы; - плот-

ность воздуха; - динамическая вязкость воздуха.

В турбулентном ветровом потоке пылевые частицы отклоняются от расчетной траектории, чем дальше от источника выброса, тем больше, то есть образуется факел, ось которого совпадает с теоретической траекторией, полученной по уравнениям (I).

Предположим, что начальный импульс частиц в пшегазовом выбросе не оказывает существенного влияния на процесс диффузии, а каждая пылевая частица перемещается случайно и независимо от других частиц, отклоняясь от оси факела за счет турбулентности атмосферы, подчиняясь вероятностно-статистическим закономерностям. В таком случае, для описания распределения концентраций пыли в поперечном сечении факела можно применить нормальный закон распределения Гаусса:

вольного поперечного сечения факела и в произвольной точке факела, заданной цилиндрическими координатами £ и Г* ; ^ - параметр распределения частиц.

Исходя из вышеизложенных положений, были получены зависимости для расчета рассеивания пылевых загрязнителей в ветровом потоке. Дчя источника высотой Ь , расположенного на равнинной местности, у которого ось факела представляет собой прямую линию,

нию движению шарообразной частицы, имеющей тот же объем; с/3 - эк-

концентрация пыли в произвольной точке факела находится по формуле:

__м_ ^ ¥г+[(г-/>)со:и * шла.]г

где М - интенсивность выброса частиц; Ц - средняя скорость ветра; Ю - диаметр устья источника выброса; оС - угол междо осьп факела и направлением ветра, ы. - ; - ско-

рость оседания частиц; с, § - эмпирические коэффициенты.

Центр координат находится в точке пересечения перпендикуляра, опущенного из источника, с поверхностью земли. Ось X направлена вниз по ветровому потоку, а ось 2 - вертикально вверх.

Расчет рассеивания пылевого выброса за препятствием начинается с определения траекторий движения частиц возле него. Траектории находятся путем решения системы уравнений (I). Это возможно только при знании величин компонент скорости ветрового потока и , то есть, когда определено поле скоростей набегающего на препятствие ветрового потока.

Значения компонент скорости ветрового потока, обтекающего здание, находятся с помощью метода наложения потоков. Сущность применяемого метода состоит в том, что процесс обтекания воздушным потоком здания, имеющего форму параллелепипеда, имитируется с помощью точечного источника и равномерно распределенного стока с наложением на них плоскопараллельного потока (рис. I). Такая схема наиболее точно учитывает размеры и форму циркуляционных зон, возникающих около здания.

В результате решения задачи получены формулы, описывающие линии тока р и составляющие скорости потока V. и % ъ об-

Схема расположения сосредоточенного источника и равномерно распределенного стока в плоскопараллельном потоке для случая обтекания прямоугольного профиля

Рис. I

Возможные случаи набегания ветрового потока на

здание

Рис. 2

ласти потенциального течения:

,(6)

где & - мощность источника и стока.

Значения компонент скоростей движения воздуха в области вихревых течений определялись, исходя из следующих положений: форма эпюр скоростей в зоне вихревых течений соответствует экспериментальным данным; скорость потока цри переходе из области вихревых течений в область потенциального течения изменяется плавно, нескачкообразно; в сечении, соответствующем наибольшей высоте циркуляционной зоны, вертикальная компонента скорости равна нулю.

Зная составляющие скорости потока и^ и , можно вычислить скорость в любой точке течения по формуле:

Применение вышеизложенного метода и принципов описания поля скоростей воздушного потока дает возможность решать обширный круг задач. Варьируя разнообразные сочетания источников и стоков, как сосредоточенных, так и равномерно или неравномерно распределенных., используя экспериментальные данные по размёрам зон отрывных течений, можно описывать структуру ветрового потока для самых различных вариантов промышленной и жилой застройки.

(7)

Определив поле скоростей ветрового потока, рассчитываем траекторию движения пылевых частиц со скоростью оседания . Затем,, принимая полученную траекторию за ось факела и полагая, что распределение частиц подчиняется нормальному закону в направлениях, перпендикулярных оси факела, находим значения концентраций пылевых загрязнителей в любых точках течения за препятствиями. Дня численного интегрирования дифференциальных уравнений движения (I) и расчета рассеивания пылевых выбросов за препятствиями использовалась ЭВМ ЕС-1033.

Экспериментальные исследования обтекания зданий ветровым потоком и моделирование процесса рассеивания пылевых выбросов в приземном слое атмосферного воздуха

Моделирование проводилось с соблюдением основных положений теории подобия. Определяющими являлись критерии Рейнольдса, Сток-са и Барта. Соблюдались подобие граничных условий и геометрическое подобие.

Исследования обтекания воздушным потоком моделей зданий разной конфигурации и с различным взаимным расположением, а также опыты по определению размеров циркуляционных зон, возникающих около зданий, проводились в аэродинамической трубе лаборатории отопления и вентиляции ШСИ им. В.В.Куйбышева. Размеры рабочей части трубы: длина -1м, большая ось эллипса - 0,9 м, малая ось - 0,6 м. Скорость воздушного потока до 14 м/с. Рабочий стол имел размеры 0,96 х 0,8 м. Толщина турбулентного'пограничного слоя на поверхности стола - 35 мм, толщина вытеснения пограничного слоя 2,59 мм.

Исследованные модели соответствуют зданиям линейных типов. Модели выполнялись из дерева. За определяющий размер принималась высота с дели здания Н, которая в опытах варьировалась от 40 до

120 mi. Относительная длина моделей зданий Z * ^/Н и относительная ширина В = В/Н менялись от I до 12. Критерий Рейнольдса в опытах изменялся в пределах от 2"Ю^ до 12*10^.

Для нахождения расцределения статического давления поверхность рабочего стола дренировалась, давление измерялось микроманометром ЫМН-240. За длину циркуляционной зоны принималось горизонтальное расстояние от оси симметрии модели здания до точки на поверхности рабочего стола, в которой статическое давление становилось равным нулю. Испытания повторялись от 3 до 5 раз.

Для экспериментального исследования процессов рассеивания пылевых выбросов как от высоких источников над равнинной местностью, так и от низких источников, расположенных над промышленными площадками, был смонтирован стенд, позволяющий моделировать эти процессы.

Стенд цредставляет собой разомкнутую аэродинамическую трубу прямоугольного сечения с размерами 0,6 х 1,0 м и длиной рабочей части 4 м. Скорость воздушного потока 3,7 м/с. Толщина турбулентного пограничного слоя над подстилающей поверхностью рабочей части составляет 52 мм, толщина вытеснения пограничного слоя 4,72 мм.

На подстилающей поверхности размещались модели источников поступления примесей и зданий. Предусмотрено приготовление пыле-воздушной смеси в специальном узле стенда. Имеется возможность получать смесь с частными заданной фракции с соответствующей скоростью оседания.

Относительная длина моделей зданий L в эксперименте менялась от 2 до. 12, относительная ширина В от 0,5 др 4 при высоте моделей Н от 40 до 120 мм. Относительное превышение источников выбросов над зданиями л h = /И изменялось от 0 до 4. Кои-

терий Рейнольдса в опытах находился в пределах I*10^*4-10^. Моделировались изотермические условия, соответствующие нейтральному состоянию атмосферы.

Оценка величины приземных концентраций пыли осуществлялась на основе данных о распределении частиц, выпавших на подстилающую поверхность в течение опыта. За моделями зданий устанавливались предметные стекла, покрытые слоем трансформаторного масла. Оценка количества осевшей на них пыли проводилась весовым и оптическим методами.

Обобщение результатов исследований и практические

рекомендации по расчету рассеивания взвешенных

частиц в приземном слое атмосферы

В зависимости от ширины здания (линейного размера в направлении потока) при направлении ветра, нормальном к одному из фасадов, наблюдаются различные картины обтекания. Если здание узкое, то образуются циркуляционная зона избыточного давления перед зданием и единая циркуляционная зона разрежения на кровле и за зданием, а если здание широкое, то на кровле и за зданием возникают раздельные, самостоятельные зоны разрежения.

Протяженность циркуляционных зон зависит от размеров и формы здания.

При произвольном направлении ветра по отношению к зданию (рис. 2), отличающимся от оС = 0° и 90°, протяженность циркуляционных зон ^ находится по формуле:

(8)

Аэродинамическая картина существенно усложняется при обтекании .ветровым потоком группы зданий.

Для группы из зданий разной высоты Н^ и ^ имеющих ширину В1 и В£, расположенных параллельно друг другу, при направлении ветра нормальном к фасадам, возможны четыре сочетания типов зданий: оба здания узкие; первое по потоку здание узкое, второе - широкое; первое - широкое, второе - узкое; оба широкие. В каждом сочетании могут быть два варианта расположения высокого здания: первое по потоку здание выше второго или ниже его (см. рис. 3).

В зависимости от высоты и ширины зданий, а также расстояния между ними наблюдаются 36 различных схем обтекания. Для каждой из схем выявлены условия существования и получены зависимости для определения протяженности циркуляционных зон.

Здания высотой Н| и Н£, шириной В^ и В£ с фасадами, расположенными под углом друг к другу, цри направлении ветра нормальном к одному из фасадов, имеют два варианта расположения относительно направления ветра, представленные на рис. 4.

В каждом варианте возможны еще 8 характерных, отмеченных ранее случаев расположения разновысоких зданий. Для нахождения протяженности циркуляционных зон, возникающих возле такой группы зданий, разработана и представлена в диссертационной работе инженерная методика.

Результаты исследований аэродинамики застройки необходимы для описания полей скоростей воздушных течений и определения траекторий движения взвешенных частиц возле зданий.

При расчете рассеивания примесей требуется знать величину параметра распределения частиц <о в факеле пылевого выброса." В ходе работы были получены функциональные зависимости, позволяющие находить значения & для высоких и низких источников, расположенных над равнинной местностью и застройкой. Дополнительная

Возможные сочетания зданий разной высоты в группе

и

§

и а

Щ

и

и и-

Рис. 3

Возможные случаи набегания ветрового потока на группу зданий, когда фасады зданий расположены под углом друг к другу

и

и

Рис. 4

Распределение относительных приземных концентраций пыли от источника, расположенного на кровле здания ,г

Эхепериментамные

значения : о, /о

° — -О. "0

о г г 3 4 . .5 б, 7 в Х/И

Условия выброса: Ч» = 4; в/н = 0,5; йЬ/Н = 0,25 Рис. 5 •

экспериментальная щюверка подтвердила правильность этих зависимостей (см. рис. 5).

В результате обработки расчетных и экспериментальных данных получены закономерности для определения максимальных приземных концентраций пыли и расстояний от источника, на которых они наблюдаются, для высоких источников, расположенных на равнинной местности, для низких источников, находящихся на кровле отдельно стоящих зданий, а также для случаев, когда пылегазовый выброс осуществляется в межцеховое пространство группы производственных зданий.

В качестве примера приводится формула для вычисления максимальной приземной концентрации пыли См, при выбросе пылегазовой смеси из одиночного точечного низкого источника, расположенного на кровле отдельно стоящего здания: - ' ММР

где г - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания, пыли в атмосферном воздухе и превышение источника над кровлей здания; /V - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние размеров циркуляционных зон, образующихся около здания.

Расстояние от источника до точки, где наблюдается значение См, находится по формуле:

Хм = ^¿РН , (10)

где Р - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние на величину расстояния Лд/ скорости оседания пыли в атмосфере и превышения " источника над кровлей здания; /V/ - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние на расстояние размеров циркуляционных зон, образующихся возле здания.

Для определения коэффициентов F , Р, // , /V/ в работе даны функциональные зависимости и построены графики.

Для описания распределения приземных концентраций пыли по оси факела выброса и в перпендикулярных ей направлениях получены удобные в практическом применении расчетные зависимости, которые приведены в методике расчета рассеивания пылевых вентиляционных выбросов. В этой методике даны классификация промышленных зданий и источников пылевых выбросов, характеристика пылевых частиц, порядок расчета загрязнения атмосферы при ргчличных условиях, способы определения предельно допустимых выбросов (ЦЦВ) и необходимой геометрической высоты источников.

Сопоставление результатов, полученных по предлагаемой методике, с результатами, полученными по известным методикам, показало удовлетворительную сходимость для области мелкодисперсных аэрозолей.

Результаты работы нашли применение на промышленных предприятиях и в ряде проектных институтов. Экономический эффект от внедрения работы составляет более 220 тыс. руб/год.

основные вывода

1. Существующие методы расчета описывают преимущественно распространение газовых примесей, а также мелкодисперсных аэрозолей, процесс диффузии которых аналогичен диффузии газов. Эти методы не учитывают особенности рассеивания пылевых частиц, содержащихся в вентиляционных и технологических выбросах.

2. На процесс рассеивания пылевых выбросов в приземном слое атмосферы существенно влияют скорость и направление ветрового потока, характер застройки территории, дисперсный состав пыли.

3. На основе экспериментальных исследований аэродинамики промыиленной застройки разработан метод расчета протяженности циркуляционных зон, возникающих возле зданий, обтекаемых ветровым потоком, в котором протяженность циркуляционных зон определяется в зависимости от площади миделева сечения зданий, расстояния между ними, взаимного расположения фасадов и направления ветра.

4. В результате использования метода наложения потоков и экспериментальных данных по размерам циркуляционных зон получены зависимости для определения поля скоростей ветрового потока, обтекающего здание.

5. Аналитически определены траектории движения взвешенных частиц, обладающих широким диапазоном скоростей оседания, вблизи зданий.

6. Параметр распределения взвешенных частиц в факеле пылевого выброса зависит не только от расстояния, пройденного диффундирующими частицами, но и от отношения скорости оседания этих час- .. тиц к скорости ветрового потока. Значения параметра распределения найдены экспериментально на аэродинамическом стенде.

7. Предложен метод расчета рассеивания пылевых выбросов, пригодный как для высоких, так и для низких источников. Учитываются размеры, плотность и форма выбрасываемых частиц, скорость и направление набегающего ветрового потока, геометрические размеры, форма и взаимное расположение зданий на промплощадке.

8. Разработана физико-математическая модель рассеивания пылевого выброса в турбулентном ветровсм потоке и реализована программой расчета на ЗБ1.1.

9. Ннхенерпая методика расчета распространения пылевых вентиляционных и технологических ьыбросов позволяет находить значения

приземных концентраций шли в заданньк точках, определять необходимую степень очистки выбросов, оптимальную высоту источников, величину предельно допустимого выброса, а также разрабатывать необходимые технические и организационные мероприятия по улучшению состояния воздушной среды.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих печатных работах:

1. Титов В.П., Тишкин B.C., Лростаков В.М. Некоторые вопросы рассеивания пылевых выбросов вблизи зданий. - В кн.: Тезисы докладов У научно-технической и научно-методической конференции "Совер-аенствование технологических процессов и оборудования в производстве строительных материалов". Белгород, 1981. - С. 61-62.

2. Титов В.П., Тишкин B.C., Простаков В.М. Некоторые вопросы взаимодействия промышленных зданий с набегающим потоком ветра. -В кн.: Тезисы докладов У научно-технической и научно-методической конференции "Совершенствование технологических процессов и оборудования в производстве строительных материалов". Белгород, 1981. - С. 62-63.

3. Титов В.П., Тшкш B.C., Простаков В.М. Взаимодействие промышленных зданий с набегающим потоком ветра. - В кн.: Исследования работы строительных конструкций и сооружений: Сборник трудов/ ШСИ им. В.В.Куйбышева, БТИШ им. И.А.Гришманова. - M., 1981. -

С. 84-88.

4. Титов В.П., Тишкин B.C., Простаков В.М. К вопросу рассеивания пылевых выбросов вблизи зданий. - В кн.: Исследование работы строительных конструкций и сооружений: Сборник трудов / ШСИ им. В.В.Куйбышева, БТИСМ им. И.А.Гришманова. - M., 1981. - С.89-92.

5. Титов В.П., Тишкин B.C., Простаков В.М. Определение протя-

в области обеспыливания воздуха. Пермь, 1983. - С. 88-101.

6. Простаков В.М. Математическая модель распространения пылевых выбросов вблизи здания. - В кн.: Исследования по строительной теплофизике: Сборник трудов НИИСФ. - М., 1984. - С. 123-126.

7. Тишкин B.C., Простаков В.М. Математическая модель поля скоростей ветрового потока за зданием. - В кн.: Экономия энергии в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: Сборник трудов / ШСИ им. В.В.Куйбышева. - М., 1986. - С. 168-176.

8. Тишкин B.C., Простаков В.М. Распространение пылевых вентиляционных выбросов производственных зданий. - В кн.: Экономия энергии в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: Сборник трудов / ШСИ им. В.В.Куйбышева. - М., 1985, -

- С. 176-182.

9. Дегтярев В.Ф., Простаков В.И. Исследования воздушных течений и распространения промышленных выбросов в зоне застройки для защиты строительных конструкций от агрессивных загрязнителей атмосферы. - В кн.: Новые достижения строительной климатологии. Строительная климатология* 87 // Труды второго Международного симпозиума. - М., 1987. - С. IS0-I95.

10. Простаков В.М. Инженерный метод расчета концентраций в приземном слое атмосферы аэрозолей, содержащихся в выбросах промышленных предприятий. - В кн.: Исследования по строительной теплофизике: Сборник трудов НИИСФ. - М., 1989 (в печати).

женности циркуляционных зон вблизи зданий. - В кн.: Исследования

Зак 501 тир 120 от 17.07.1990г. ВНИИМП