Файл: Текст Лаб.раб.Эк.без ТЭС - 2, 2010.doc

В следующем пункте меню можно установить, куда осуществлять вывод результатов расчета. С помощью клавиши <Enter> производится соответствующая настройка: " Вывод результатов в файл ", " Результаты - на принтер" и "Результаты не выводятся". При выводе результатов вначале печатается максимальная концентрация, создаваемая этой трубой и условия, при которых эта концентрация имеет место - расстояние от трубы до точки с максимальной концентрацией и т.н. опасная скорость ветра (Cmax =... , Xmax =... , Umax =... ) для каждой из труб (как если бы каждая из них рассчитывалась отдельно). При выводе результатов в файл, его имя остается такое же, как имя файла данных и добавляется расширение .tab если данные были записаны или загружены, иначе называется - resultat.tab. Этот файл является текстовым.

В последнем пункте меню с помощью клавиши <Enter> осуществляется выбор: "Карта не строится" или "Карта строится". При выборе последнего на экран будет выводиться карта местности, занесенная в файл map.pmi (в данном случае - карта Казани). Вывод карты возможен только при условии, что число источников выбросов равно шести и более (см. ниже).

При выборе пункта "ЗАГРУЗИТЬ ДАННЫЕ" можно загрузить уже ранее записанные исходные данные (например 4-01). После соответствующего запроса нужно ввести имя файла. Если вместо набора имени нажать клавишу <Enter> , то загрузится последний файл, с которым когда-либо работала программа. Его имя хранится в файле dannie.ini и оно заранее выводится на экран. После ввода или загрузки исходных данных вместо надписи "ЗАГРУЗИТЬ ДАННЫЕ" появится надпись "ОЧИСТИТЬ ДАННЫЕ", при выборе которой произойдет перезапуск программы и обнуление всех данных. После этого можно заново войти в этот пункт и загрузить новые исходные данные или вводить их вручную. Для создания нового варианта исходных данных с изменением количества источников данные должны вводиться вручную.

При выборе пункта "ЗАПИСАТЬ ДАННЫЕ" можно записать новые или исправленные исходные данные в файл. Набор имени файла осуществляется так же, как и в предыдущем пункте. Имя файла должно быть без расширения и не превышать 8 символов.

По окончании ввода данных можно производить расчет, выбрав соответствующий пункт в меню. При запросе о построении карты в исходных данных на экран выводится карта, которая представляет собой схематический план Казани и ее окрестностей в окружении радиусом 75 км от центра города. (Поле расчета может и выходить и за эти пределы, но тогда карта будет охватывать лишь часть его).

Построение карты осуществляется по двум опорным точкам - координатам одной из труб ТЭЦ-1 и одной из труб ТЭЦ-3. Эти трубы в прилагаемом расчете имеют номера 2 и 6 . Во избежание искажения карты менять координаты этих двух труб не рекомендуется. Если все же такая необходимость возникла, то по крайней мере расстояние между ними по прямой должно оставаться неизменным.

На карте изображается расположение источников выбросов (труб) в виде зеленых кружков. Изолинии приземной концентрации выводятся с интервалом, указанным при вводе данных в пункте "Кратность изолиний". Точки с концентрациями менее 1.0 ПДК изображаются белым цветом, более 1.0 ПДК - ярко-красным. В самом верху поля выводится максимальная рассчитанная к данному моменту расчета концентрация (Cmax=...) и ее координаты (X = ... , Y = ...). В первой строке экрана для контроля за ходом расчета желто-серым цветом выводятся текущие концентрация, координаты и шаг вращения, который можно изменять клавишами "минус" и "=" (уменьшать и увеличивать соответственно) непосредственно во время расчета.

Карта изображает основные водоемы (синий цвет), автодороги (серый), железные дороги (темно-красный) и населенные пункты (серые кружки), а в пределах Казани - главные улицы (серый цвет). Зелено-голубым цветом обозначены границы Татарстана и г. Казани.

После завершения расчета, когда произведен перебор всего спектра направлений ветра и построена круговая диаграмма, на самом верху поля появится комментарий.

Программу можно остановить в любой момент расчета нажатием клавиши <Esc>, <пробел> или < Backspase> . При нажатии клавиши <Esc> происходит перезапуск программы и очистка всех данных.

При нажатии клавиши <пробел> происходит имитация завершения расчета, хотя круговая диаграмма построена не до конца.

При нажатии на клавишу < Backspase> можно задаваться для большей наглядности новыми координатами X и Y центра отсчета, который в начале расчета находится в точке со средневзвешенными координатами всех источников выбросов. После этого расчет начинается снова от -180^o до +180^oс шагом вращения, заданным вначале. Если координаты центра отсчета находятся за пределами рассчитываемого поля, то происходит завершение расчета. Тогда эти координаты нужно поменять аналогичным образом как и при расчете, т.к. клавишей < Backspase> можно воспользоваться и после завершения расчета.

Указания по выполнению лабораторной работы

Студент в ходе лабораторной работы должен выполнить следующие операции:

а) выписать из табл. 3.2. данные необходимые согласно полученного задания;

б) запустить файл POLEK.exe .

в) в основном меню выбрать «Исходные данные» и нажать <Enter>;

г) в исходных данных произвести ввод значений:

1. Количество труб: согласно своего варианта;

2. Кратность изолиний;

3. Коэффициент стратификации;

4. Температура воздуха (^оС );

5. Коэффициент осаждения;

6. Точность изолиний;

7. Скорость ветра (м/с);

8. Координата точки Xo;

9. Координата точки Yo;

10. Угол поворота (град.);

11. Длина поля (км);

12. Деление шкалы (км);

13. Шаг вращения (град.);

14. Расчет группы суммации: «выбираем нажатием <Enter>»;

15. Комментарий: «Нажимаем <Enter> и вводим свою фамилию»;

д) входим в меню «параметры источников» и выбираем «1» источник выбросов;

е) вводим параметры данного источника выбросов, согласно своего варианта;

ж) после ввода параметров первого источника, выбираем второй и заполняем параметры аналогично первого, до тех пор пока не введем параметры всех источников выбросов;

з) устанавливаем вывод результатов в файл (wiwod resultatow w fail);

и) далее выходим в «основное меню», где выбираем «записать данные» и сохраняем свой вариант под своей фамилией;

и) выбираем строку «произвести расчет» и нажимаем кнопку <Enter>;

Результаты расчета записываются в файл (например 4-01.tab);

Картинка поля концентраций остается на экране, но для того, чтобы ее привести в отчете, нужно обработать данные файла 4-01.tab.

Методика обработки этих данных такая же, как для лабораторной работы №2. Пример поля концентраций от трех источников приведен на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Круговое поле разовых концентраций

В рамке расчетного поля на экране компьютера указаны величины:

координаты и величина максимальной концентрации;
интервал, через который выводятся изолинии и величина первой выводимой на экран изолинии после начала расчета. Таким образом, проследив за движением луча расчета, можно определить значения всех изолиний, даже если граничное значение (0,1 ПДК) не попадает в расчетное поле;
в нижней части картинки показаны координаты условной точки сдвига начала координат и шаг по углу вращения расчетного луча, в градусах.

Обработка результатов расчета

1. Распечатайте полученный рисунок для заданного варианта.

2. Объясните полученную конфигурацию поля.

Содержание отчета

Отчет по работе делается каждым студентом индивидуально и должен содержать краткое описание математической модели, назначения полученных полей концентраций, способов их определения, параметры работы отдельных дымовых труб и рисунок полей концентраций.

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ ДЫМОВОГО ФАКЕЛА

Цель работы

Целью работы является ознакомление студентов траекторией дымового факела, создаваемого дымовой трубой, в зависимости от состояния атмосферы.

Предварительное задание

Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, каждый студент должен ознакомиться с описанием лабораторной работы и изучить предлагаемую литературу:

1. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов тепловых электростанций: Учебник для вузов/ Л.А. Рихтер, Э.П. Волков, В.Н. Покровский; Под ред. П.С. Непорожнего. – М.: Энергоиздат; 1981. (с.105-130).

2. Волков Э.П., Гаврилов Е.И. Грибков А.М. Модель расчета траектории дымового факела// Известия ВУЗов. Энергетика. 1984. №2 с. 88-93.

Рабочее задание

В ходе выполнения лабораторной работы каждому студенту необходимо:

1. По номеру в журнале получить свой вариант задания из табл. 4.1;

Таблица 4.1

Варианты №	Исходные данные	Исследуемые режимы
		а	б	в
1	2	3	4	5
I группа	С = 0,6; С₁ = 0,6; H = 150; Т_г = 140; D = 6; W = 30; u = 5; T_в = 10

Окончание табл. 4.1.

1	2	3	4	5
1	режим 1	Т_г = 120	Т_г = 130	Т_г = 150
2	режим 2	W = 15	W = 20	W = 25
3	режим 3	u = 2	u = 3	u = 4
4	режим 4	T_в = -10	T_в = 0	T_в = 20
II группа	С = 0,6; С₁ = 0,5; H = 180; Т_г = 130; D = 6; W = 20; u = 5; T_в = 10
5	режим 5	Т_г = 120	Т_г = 140	Т_г = 150
6	режим 6	W = 15	W = 25	W = 30
7	режим 1	u = 2	u = 3	u = 4
8	режим 7	T_в = -10	T_в = 0	T_в = 20
III группа	С = 0,5; С₁ = 0,6; H = 140; Т_г = 120; D = 7; W = 25; u = 3; T_в = 10
9	режим 4	Т_г = 130	Т_г = 140	Т_г = 150
10	режим 3	W = 15	W = 20	W = 30
11	режим 2	u = 2	u = 4	u = 5
12	режим 1	T_в = -10	T_в = 0	T_в = 20
IV группа	С = 0,5; С₁ = 0,5; H = 240; Т_г = 140; D = 8; W = 10; u = 4; T_в = 10
13	режим 7	Т_г = 120	Т_г = 130	Т_г = 150
14	режим 1	W = 15	W = 20	W = 25
15	режим 6	u = 2	u = 3	u = 5
16	режим 5	T_в = -10	T_в = 0	T_в = 20
V группа	С = 0,5; С₁ = 0,6; H = 150; Т_г = 120; D = 7; W = 25; u = 3; T_в = 10
17	режим 3	Т_г = 130	Т_г = 140	Т_г = 150
18	режим 1	W = 15	W = 20	W = 30
19	режим 4	u = 2	u = 4	u = 5
20	режим 2	T_в = -10	T_в = 0	T_в = 20
VI группа	С = 0,6; С₁ = 0,6; H = 180; Т_г = 140; D = 7; W = 30; u = 4; T_в = 0
21	режим 7	Т_г = 120	Т_г = 130	Т_г = 150
22	режим 5	W = 15	W = 20	W = 25
23	режим 1	u = 2	u = 3	u = 5
24	режим 3	T_в = -10	T_в = 10	T_в = 20
VII группа	С = 0,6; С₁ = 0,5; H = 180; Т_г = 130; D = 6; W = 25; u = 5; T_в = 10
25	режим 2	Т_г = 120	Т_г = 140	Т_г = 150
26	режим 4	W = 15	W = 20	W = 25
27	режим 6	u = 2	u = 3	u = 4
28	режим 5	T_в = -10	T_в = 0	T_в = 20

Обозначения, принятые в табл. 4.1:

С – коэффициент давления;

С₁ – коэффициент трения;

H – высота дымовой трубы, м;

T_г – температура уходящих газов, °С;

D – диаметр устья дымовой трубы, м;

W – скорость выхода дымовых газов, м/с;

u – скорость ветра, м/с;

T_в – температура наружного воздуха, °С ;

режим – характеризует строение атмосферы.

В табл. 4.1, в строке группы представлены значения С, С₁, H, T_г, D, W, u, T_в которые являются общими для данной группы, состоящей из четырех вариантов. В столбце 2 «исходные данные» представлен «режим» для проведения расчетов данного варианта. В последующих столбцах (3, 4, 5) представлены значения исследуемого параметра для каждого варианта. Так, например, студент, выполняющий вариант №1 будет исследовать влияние температуры уходящих газов, при постоянных значениях остальных данных.

2. Провести расчет траектории дымового факела с помощью программы разработанной на кафедре ТЭС.

Описание физического аналога математической модели

лабораторной установки

Для расчета концентрации, создаваемой дымовой трубой, нужно определить эффективную высоту трубы, которая кроме геометрической высоты трубы, учитывает и подъем дымовых газов в атмосфере. Этот подъем обусловлен начальной скоростью дымовых газов, выходящих из трубы вертикально вверх и их перегревом дымовых газов относительно окружающего воздуха. Этот дополнительный подъем для дымовых труб ТЭС может составлять величину, соизмеримую с геометрической высотой трубы и поэтому должен учитываться при расчетах рассеивания газов.

Для расчета дополнительного подъема нужно знать траекторию распространения дымового факела, которая достаточно сильно зависит от метеорологических условий и в первую очередь от скорости ветра и температурного градиента в атмосфере.

Зная траекторию движения факела, подъем можно определить, если известно условие его окончания. За такое условие принимается положение его средней линии над точкой касания земли его нижней границей если зона переброса составляет менее 3 км и на расстоянии 3 км если зона переброса более 3 км.

Для облегчения ввода метеорологических условий все атмосферные температурные профили разбиты на 11 вариантов (режимов), которые представлены в пункте «СПРАВКА» программы, рис. 4.1.

Рис. 4.1. Режимы ввода температурных профилей атмосферы

Указания по выполнению лабораторной работы

Студент в ходе лабораторной работы должен:

1. открыть папку «P_FAK» и в ней exe-файл «P_FAK»;

б) в верхнем меню программы выбрать «ВВОД» и нажав «Enter» ввести значение коэффициента давления (С), коэффициента трения (С₁), высоты дымовой трубы (H), температуры уходящих газов (T_г), диаметра устья дымовой трубы (D), скорости выхода дымовых газов (W), скорости ветра (u), температуры наружного воздуха (T_в) и номер режима, в соответствии со своим вариантом, (рис. 4.2);

Рис.4.2 Меню «ВВОД»

в) нажав клавишу «Esc» выйти из меню «ВВОД»;

г) в верхнем меню программы выбрать «РАСЧЕТ» и трижды, по запросу программы, нажать «Enter»;

д) в верхнем меню программы выбрать «ПРОСМОТР» и нажать «Enter», на экране появляется рисунок траектории средней линии и верхней и нижней границ дымового факела, рис. 4.3.;

ж) в верхнем меню программы выбрать «ПЕЧАТЬ» и нажать клавишу «Enter». В появившемся меню «Печать» выбрать «Данные». Далее в меню «Устройства» выбрать «Монитор» и нажать «Enter» (рис.4.5);

Рис. 4.3. Меню «ПРОСМОТР»

ж) в верхнем меню программы выбрать «ПЕЧАТЬ» и нажать клавишу «Enter». В появившемся меню «Печать» выбрать «Данные» и нажать клавишу «Enter». Далее в меню «Устройства» выбрать «Монитор» и нажать клавишу «Enter» (рис.4.4).