Xác định chiều cao hiệu quả của ống khói khi tính khuếch tán ô nhiễm không khí

Công nghiệp phát triển đã mang lại sự tăng trưởng kinh tế, nhưng cũng gây ra không ít vấnđề cho môi trường. Ống khói từ các nhà máy thải khí độc hại và bùn vào không khí làm ônhiễm môi trường không khí, môi trường đất, môi trường nước và gây ảnh hưởng trựctiếp đến sức khoẻ cộng đồng. Trong công tác quản lý, kiểm soát ô nhiễm không khí trênthế giới cũng như ở Việt Nam hiện nay thường sử dụng mô hình Gauss để xác định nồngđộ chất ô nhiễm. Nồng độ chất ô nhiễm trên mặt đất...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xác định chiều cao hiệu quả của ống khói khi tính khuếch tán ô nhiễm không khí Xác định chiều cao hiệu quả của ống khói khi tính khuếch tán ô nhiễm không khíCông nghiệp phát triển đã mang lại sự tăng trưởng kinh tế, nhưng cũng gây ra không ít vấnđề cho môi trường. Ống khói từ các nhà máy thải khí độc hại và bùn vào không khí làm ônhiễm môi trường không khí, môi trường đất, môi trường nước và gây ảnh hưởng trựctiếp đến sức khoẻ cộng đồng. Trong công tác quản lý, kiểm soát ô nhiễm không khí trênthế giới cũng như ở Việt Nam hiện nay thường sử dụng mô hình Gauss để xác định nồngđộ chất ô nhiễm. Nồng độ chất ô nhiễm trên mặt đất tỷ lệ nghịch với chiều cao hiệu quảống khói. Chiều cao hiệu quả ống khói càng cao thì nồng độ chất ô nhiễm trên mặt đấtcàng nhỏ và ngược lại. Có nhiều tác giả đã đề xuất công thức xác định chiều cao hiệu quảống khói, nhưng khi tính theo các công thức khác nhau cho ra các giá trị rất khác nhau, thậmchí có những phương pháp cho kết quả chênh nhau đến 2, 3 lần. Điều này dẫn đến nếu cácyếu tố khí hậu như nhau, nguồn thải như nhau nhưng sử dụng công thức xác định chiềucao hiệu quả ống khói của các tác giả khác nhau sẽ đến nồng độ ô nhiễm chất độc hạitrên mặt đất khác nhau. Vì vậy việc phân tích, so sánh và lựa chọn công thức tính chiều caohiệu quả ống khói khi tính toán khuếch tán không khí để xác định hiện trạng và dự báo vềô nhiễm môi trường không khí là hết sức cần thiết.1. Xác định nồng độ chất ô nhiễm theo mô hình Gauss.Công thức xác định nồng độ chất ô nhiễm tại điểm có toạ độ x,y,z theo môhình Gauss như sau: M  − y2    (Z − He )2    ( Z + H e ) 2  C(x,y,z) = 2π .u.σ σ exp  2  2.σ   exp −  + exp −   , g/m3 (1) y z  y      2σ z  2    2σ z 2  Trong đó:- M: Lượng chất ô nhiễm thải ra từ nguồn thải trong một đơn vị thời gian, m/s.- u: Vận tốc gió m/s.- σ y , σ z : Hệ số khuếch tán của khí quyển theo chiều ngang (y) và theo chiều đứng (z);đơn vị của σ y , σ z là hệ m và phụ thuộc vào toạ độ x của điểm tính, trạng thái khí tượng,gradian nhiệt độ và vận tốc gió u.- He : Chiều cao hiệu quả của ống khói, m.Khi tính toán nồng độ ô nhiễm trên mặt đất thì z = 0 và công thức (1) sẽ trở thành:  − y2   2   exp  − H e  , g/m3 M C(x,y,0)  = 2π .u.σ σ exp  2  (2)  2.σ 2  y z  2.σ y   y Trường hợp tính sự phân bố nồng độ trên mặt đất dọc theo trục gió (trục x) ta cho y = 0 vàthu được: M  − H e2  C(x,0,0) = 2π .u.σ σ exp    2.σ 2  , g/m 3 (3) y z  y 2. Chiều cao hiệu quả của ống khóiTại miệng ống khói, nhờ vận tốc phụt, luồng khói có một động năng ban đầu làm choluồng khói có xu hướng bốc thẳng đứng lên trên. Mặt khác, do nhiệt độ của khói cao hơnnhiệt độ không khí xung quanh, luồng khói chịu tác dụng của “lực nổi” do chênh lệch nhiệtđộ gây ra. Cùng với lực nâng, luồng khói chịu tác dụng của lực gió nằm ngang, do đó đỉnhcao nhất của luồng khói sẽ nằm cách xa ống khói một khoảng cách nhất định nào đó xuôitheo chiều gió. Khi đã đạt được độ cao ấy, tức là lúc động năng ban đầu của luồng khói đãbị triệt tiêu và nhiệt độ khói đã trở nên cân bằng với nhiệt độ của khí quyển do kết quảcủa quá trình hoà trộn với không khí xung quanh, luồng khói sẽ đi theo phương nằm ngangsong song với chiều gió. Độ cao gia tăng đó của luồng khói được gọi là độ nâng cao tổngcộng của luồng khói do động năng ban đầu và do chênh lệch nhiệt độ ...