CC BY
24
Применение метода «рассечения» при дисперсионном анализе пыли, поступающей в атмосферный воздух города
А.Н. Богомолов, Д.В.Белогуров, А.В.Нестеренко, М.М.Тихонова Волгоградский государственный технический университет
Аннотация: В статье рассматривается метод «рассечения», предложенный профессором Азаровым В.Н. для оценки фракционного состава пыли, поступающей в воздушную среду. Описывается применение этого метода при обработке результатов дисперсионного анализа цементной пыли.
Ключевые слова: пыль, функция прохода, фракция, диаметр рассечения, вероятностный коридор распределения.
Опыт многочисленных исследований по оценке фракционного состава пыли, содержащейся в выбросах строительных и других производств [1, 2], выполненных с использованием методики микроскопического анализа [2-4], показывает, что вид кривой, описывающей функцию прохода, сильно зависит от доли частиц крупных фракций, хотя мелкие фракции превосходят крупные по количественному составу. При этом наличие в пробе крупных фракций носит случайный характер [5]. Это хорошо иллюстрируется видом дифференциальных кривых распределения числа и массы частиц по
диаметрам (рис 1).
%
6 4 2 0
мкм
Рис. 1. - Дифференциальные кривые распределения по диаметрам:
___- числа частиц;_- массы частиц
В связи с этим, при мониторинге уровня запыленности атмосферного воздуха [6, 7] практически невозможно определить долю мелких частиц,
И
например, таких, как РМ10 и РМ25. Поэтому при исследовании дисперсного состава пыли предложено раздельно оценивать совокупность частиц крупных и мелких фракций с раздельным построением функций прохода для них, т.е. применять метод «рассечения» [8, 9].
В этом случае одним из основных вопросов становится выбор границы разделения на мелкие и крупные всей совокупности пылевых частиц. Диаметр рассечения может выбираться несколькими способами, но пока не выработан единый подход к определению этой границы [9].
Предположим, что нам нужно оценить содержание фракции РМ10, в выбросе, содержащем цементную пыль, результаты оценки фракционного состава которой представлены на рис.2.
99,9
99,5 99
3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 50 100 ^ , мкм
Рис. 2. - Результаты исследования дисперсного состава цементной пыли в выбросе от цеха упаковки В общем случае функции прохода для совокупности мелких фракций Ям(^ч) и для совокупности крупных фракций Ок^ч) могут быть описаны выражениями (1) и (2) соответственно [10]:
100
, , л если (!ч < (1р
ОмШ ' ч р (1)
0,
если >
И
DM =
0,
100 -
100
100 - D(d4)
если d4 < dp
, если d4 > dz
(2)
100 - D(dp)_
Поскольку мы исследуем содержание частиц РМ10, то «рассечение» графиков следует проводить именно по 10 мкм, т.е. dp = 10 мкм. Подставив значение диаметра рассечения в зависимости (1) и (2), получаем функции прохода (3) и (4) для совокупности мелких и крупных фракций соответственно:
100
, х ——rD(d4), если d4 < 10 DM(d4) =\D(dp) ч (3)
0,
если d4 > 10
Ac(¿i) =
0,
100
100
100 - D(d4)
если d4 < 10
,если d4 > 10
(4)
100 - D(dp\
Графическая интерпретация выражений (3) и (4) показана на рис. 3.
20 30 50
Рис. 3. - Интегральные функции распределения для цементной пыли в
выбросе от цеха упаковки. 1 - для мелких частиц; 2 - вероятностный коридор распределения
крупных фракций
Таким образом, мелкая цементная пыль, содержащаяся в выбросах от цеха упаковки, может быть описана детерминированной кривой, например, как на рис. 3, в вероятностно-логарифмической сетке - двухзвенной
ломаной, а совокупность крупных частиц - вероятностным коридором их распределения.
Литература
1. Азаров В.Н., Есина Е.Ю. О дисперсном составе пыли в системах обеспыливающей вентиляции строительных производств // Вестник ВолгГАСУ. Строительство и архитектура. 2008. Вып. 11(30). С. 119-122.
2. Николенко М.А., Неумержицкая Н.В., Сергина Н.М., Белоножко М.В. О результатах оценки воздействия на качество атмосферного воздуха и об определении необходимой степени очистки пылевых выбросов асфальтобетонных заводов // Инженерный вестник Дона, 2015, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2015/3191/.
3. Азаров В. Н., Юркъян О. В. Сергина Н. М., Ковалева А.В. Методика микроскопического анализа дисперсного состава пыли с применением персонального компьютера (ПК) // Законодательная и прикладная метрология. 2004. №1. С. 46-48.
4. Азаров В.Н., Николенко М.А., Кошкарев С.А. Снижение выбросов систем обеспыливания с использованием дисперсионного анализа пыли в стройиндустрии // Инженерный вестник Дона, 2015, №1, Ч. 2. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1р2y2015/2838/.
5. Азаров В.Н., Жемчужный А.М. Оценка вероятности появления крупных частиц при дисперсном анализе пыли в системах аспирации // Всероссийская научная конференция «Аэрозоли в промышленности и в атмосфере». Пенза: ПДНТП, 2001. С. 61.
6. Pasquill F. Atmospheric Dispersion Parameters in Gaussian Plume Modeling: Part П. Possible Requirements for Change in the Turner Workbook Values. ЕРА-600/4-76-030Ь. U.S. Environmental Protection Agency. 1976. 44 р.
7. Strauss W. The principles and practice of the control of gaseous and particulate emissions. Oxford-New York-Toronto-Sydney-Paris-Braunschweig: Pergamon press, 1976. 386 p.
8. Азаров В.Н., Тетерева Е.Ю., Маринин Н.А. Метод «рассечения» как способ оценки дисперсного состава пыли в инженерно-экологических системах строительных производств // Международная научная конференция «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды». Самарканд-Волгоград: ВолгГАСУ, 2010. С. 120-126.
9. Азаров В.Н., Есина Е.Ю., Азаров А.В. Применение метода «рассечение» при анализе дисперсного состава пыли в воздухе рабочей зоны предприятий стройиндустрии и машиностроения // Международная научная конференция «Машиностроение и техносфера XXI века». Донецк: ДонГТУ, 2009. Т.1. С. 30-33.
10. Коузов П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л.: Химия, 1987. 264 с.
References
1. Azarov V.N., Esina E.Ju. Vestnik VolgGASU. Stroitel'stvo i arhitektura. 2008. V. 11(30). рр. 119-122.
2. Nikolenko M.A., Neumerzhickaja N.V., Sergina N.M., Belonozhko M.V. Inzhenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2015/3191/.
3. Azarov V. N., Jurk#jan O. V. Sergina N. M. Zakonodatel'naja i prikladnaja metrologija. 2004. №1. рр. 46-48.
4. Azarov V.N., Nikolenko M.A., Koshkarev S.A. Inzhenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, №1, Ч. 2. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n1р2y2015/2838/.
5. Azarov V.N., Zhemchuzhnyj A.M. Vserossijskaja nauchnaja konferencija «Ajerozoli v promyshlennosti i v atmosfere»: trudy]. Penza: PDNTP, 2001. р. 61.
6. Pasquill F. Atmospheric Dispersion Parameters in Gaussian Plume Modeling: Part ^ Possible Requirements for Change in the Turner Workbook Values. ЕРА-600/4-76-030b. U.S. Environmental Protection Agency. 1976. 44 р.
7. Strauss W. The principles and practice of the control of gaseous and particulate emissions. Oxford-New York-Toronto-Sydney-Paris-Braunschweig: Pergamon press, 1976. 386 р.
8. Azarov V.N., Tetereva E.Ju., Marinin N.A. Mezhdunarodnaja nauchnaja konferencija «Kachestvo vnutrennego vozduha i okruzhajushhej sredy»: trudy [Proc. International scientific Symp. "Quality of Internal Air and Environment". Samarkand-Volgograd: VolgGASU, 2010. рр. 120-126.
9. Azarov V.N., Esina E.Ju., Azarov A.V. Mezhdunarodnaja nauchnaja konferencija «Mashinostroenie i tehnosfera XXI veka»: trudy. Donetsk: DonGTU, 2009. V.1. рр. 30-33.
10. Kouzov P.A. Osnovy analiza dispersnogo sostava promyshlennyh pylej i izmel'chennyh materialov [Bases of the analysis of disperse structure industrial pyly and the crushed materials]. L.: Himija, 1987. 264 р.
