Волгоградский государственный технический университет Кафедра «Промышленная экология и безопасность жизнедеятельности» ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №8 Тема: «Расчет температуры при сбросе теплосодержащих сточных вод в водоток» Вариант 25 Выполнил: студент группы ЭРЗ-392С Тишковский Владимир Петрович Проверил: Кудашев Сергей Владимирович, доктор химических наук, профессор Волгоград 2023 Задание на проектирование. Рассчитать кратность основного разбавления на участке от места выпуска теплосодержащих сточных вод, имеющих температуру 28,3 °С, в летнее время до контрольного створа и соответствующую температуру воды в водном объекте рыбохозяйственной категории. Сброс теплосодержащей сточной воды производится открытым сбросным каналом трапециевидного сечения. При расчете температуры, поступающей в водоток, учитывается температурный прирост на конденсаторах и снижение температуры на акватории сбросных каналов. Сброс осуществляется береговым выпуском. Методика расчета (СТО 70238424.13.020.30.001–2010 «Методика расчета нормативов допустимых сбросов (НДС) загрязняющих веществ и тепла в поверхностные водные объекты со сточными водами тепловых электрических станций и котельных») Задание 1. Расчет кратности разбавления сточных вод. 1. Скорость истечения сбросных вод 𝑉ст (м/с) составляет: 𝑞 𝑉ст = , 𝐹 где 𝑞 =34,8 м3 /с – расход теплосодержащих сточных вод, м3 /с; F=70м2 – площадь сечения сбросного канала в месте водовыпуска, м2 . 𝑉ст = 2. Коэффициент 34,8 70 = 0,5м/с. горизонтальной турбулентной рассчитывается по формуле: 𝐷г = 0,032 + 21,8𝑈в2 , где 𝑈в = 0,306м/с – скорость течения речной воды, м/с. 𝐷г = 0,032 + 21,8 ∙ 0,3062 =1,994 м/с. 3. Параметр 𝑍2 определяется из выражения: 𝑞 ∙ 𝑛н 1 𝐷в 𝑍2 = ( )∙( ) ∙ (√ ), 𝐻 𝑈в ∙ 𝐻 𝐷г 2 диффузии 𝐷г где 𝑛н – кратность начального разбавления (𝑛н =1, начальное разбавление отсутствует); Н=5м – глубина реки в месте выпуска, м; 𝐷в – коэффициент вертикальной турбулентной диффузии (𝐷в = 0,0005). 𝑍2 = ( 34,8 ∙ 1 1 0,0005 )∙( ) ∙ (√ ) = 0,09. 5 0,306 ∙ 5 1,994 4. Параметр сопряжения 𝑥 ∗ участка двухмерной диффузии с участком трехмерной диффузии определяется следующим образом: 𝐻2 ∙ 𝑈в 52 ∙ 0,306 𝑥 = = = 1214. 4𝜋 ∙ 𝐷в 4 ∙ 3,14 ∙ 0,0005 ∗ 5. Показатель 𝑍1 находится по формуле: 𝑍1 = 𝑙 , 𝑥∗ где 𝑙 = 524м – расстояние до контрольного створа, м. 𝑍1 = 6. Параметр 𝛾о , 524 1214 учитывающий = 0,43. влияние берега на кратность разбавления, составляет: 𝛾о = 1 + 𝑒𝑥𝑝 (− 𝑈в ∙𝑙о2 𝐷г ∙𝑙о ), где 𝑙о – расстояние выпуска от берега, м (𝑙о = 0 м). 0,306 ∙ 02 𝛾о = 1 + 𝑒𝑥𝑝 (− ) = 1 + 1 = 2. 1,994 ∙ 0 7. Кратность основного разбавления 𝑛о определяется по формуле: 𝑛о = 𝑍1 = 0,43 𝛾о ∙𝑍2 2∙0,09 = 2,4. 8. Объем воды водного объекта 𝑄𝑝 (м3 /с), участвующий в разбавлении теплосодержащих сточных вод, составляет: 𝑄𝑝 = (𝑛о − 𝑛н ) ∙ 𝑞 = (2,4 − 1,327) ∙ 34,8 = 37,34. 3 9. Температура теплосодержащей сточной воды 𝑡сб (°C) при поступлении в водный объект (температура сбросной воды на водовыпуске) рассчитывается следующим образом: 𝑡сб = 𝑡𝑒 + ∆𝑡𝑘 − ∆𝑡𝑐𝑘 , где 𝑡𝑒 =21,9°C – естественная температура воды водного объекта, °C; ∆𝑡𝑘 = 8,5°C – температурный прирост на конденсаторе, °C; ∆𝑡𝑐𝑘 – охлаждение воды на акватории сбросных каналов, °С (∆ск = 0,45 °С). 𝑡сб = 21,9 + 8,5 − 0,45 = 29,95. 10. Температура воды после смешения пс (°C) вычисляется по формуле: 𝑡пс = (𝑄𝑝 ∙ 𝑡𝑒 + 𝑞 ∙ 𝑡сб ) 37,34 ∙ 21,9 + 34,8 ∙ 29,95) = = 20 93,3 93,3 Расчетное значение 𝑡пс следует сопоставить с допустимой температурой для водных объектов рыбохозяйственной категории, которая летом не должна превышать 𝑡пс ≤ 28 °С. 20≤ 28 °С 11. Прирост температуры ∆t(°C) составляет: ∆t=𝑡пс − 𝑡𝑒 = 20 − 21,9 = −1,9 Расчетное значение ∆t следует сопоставить с допустимым приростом температуры для водных объектов рекреационного водопользования, который летом не должен превышать ∆t ≤ 5 °С. -1,9≤ 5 °С 4
