ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.02.2019
Просмотров: 698
Скачиваний: 1
16
Расчет загрязнения воздуха автомобилм в зависимости
от типа и технического состояния его двигателя
В настоящее время для отечественных моделей автомобилей отсутствуют
справочники, содержащие полные данные по экологическим характеристикам
выпускаемых моделей автомобилей. Имеющиеся данные по некоторым моделям
приведены в табл. 7.
Таблица 7
Усредненные выбросы вредных веществ при движении с постоянной
скоростью новых отечественных автомобилей, г/км
Компонент
выброса
ВАЗ
-1111
ГАЗ
-2410
ГАЗ
-5312
ЛИАЗ
-667
М
КамАЗ
-5320
КРАЗ
260
Сажа
– – –
0,345
0,96
СО
15,1 12,0 48,77 40,36 5,44 17,12
NO
x
2,26 0,94 11,06 14,03 9,7 24,6
SO
2
0,125 0,2 0,513 0,732 2,088 5,533
SO
2
`
0,025 0,04 0,103 0,146 0,835 2,213
C
x
H
y
1,2 1Д 4,42 4,46 2,14 11,21
Pb
`
0,021 0,033 0,085 0,121 –
–
Примечание. SO'
2
– для топлива улучшенного качества. Pb – при работе на этилированном
бензине.
В табл. 8 приведены зависимости, предложенные [3, 4] для расчета удельных
(q
L
, г/км) выбросов вредных веществ при движении автомобиля с постоянной
скоростью.
Таблица 8
Расчет удельных выбросов вредных веществ при движении с постоянной скоростью
Компонент
выброса
Расчетные зависимости
СО
q =
0,003609
V
2
–
0,325
V
+
10,007
СО
2
q = 0,002629
V
2
–
0,522
V
+ 189,46
C
x
H
y
q =
0,00007091
V
2
–
0,013
V
+
1,511
NO
x
q
=
0,00037951
V
2
–
0,034
V
+
1,734
Pb
`
q =
0,000000303
V
2
–
0,00005758
V
+
0,023
SO
2
q =
0,00000181838
V
2
–
0,0003273
V
+
0,033
СО
q =
0,001474
V
2
–
0,239
V
+
14,751
C
x
H
y
q =
0,0001631
V
2
–
0,018
V
+
0,743
17
Окончание таблицы 8
Компонент
выброса
Расчетные зависимости
NO
x
q =
0,00006925
V
2
–
0,00277
V
+
0,411
SO
2
q =
0,0001281
V
2
–
1,281
V
+
0,162
АВТОМОБИЛЬ ГАЗ
-5312
СО
q =
0,028
V
2
–
1,97
V
+
45,95
C
x
H
y
q =
0,00127
V
2
–
0,127
V
+
6,004
NO
x
q = 0,00521
V
2
–
0,177
V
+
2,082
СО
q =
0,037
V
2
–
3,364
V
+
86,563
C
x
H
y
q =
0,00257
V
2
–
0,256
V
+
8,686
NO
x
q = 0,012
V
2
–
0,742
V
+
13,352
Зависимость изменения выбросов автомобиля с начала эксплуатации по мере
выработки ресурса двигателя (износ деталей, нарушение заводских регулировок) имеет
вид.
3
2
2
2
1
0
a
a
a
w
L
L
L
A
L
A
A
K
⋅
+
⋅
+
⋅
+
=
, (3)
где К
w
– изменение выброса вещества автомобилем в процессе эксплуатации по
сравнению с базовым, %; L
a
– пробег автомобиля с начала эксплуатации, тыс. км;
A
0,
A
1,
А
2
, А
3
– параметры в уравнении регрессии (табл. 9).
Таблица 9
Значение коэффициентов
Компонент
выброса
A
0
A
1
А
2
·10
-6
А
3
·10
-6
СО 100,73
0,16
357,69
-0,87
C
x
H
y
101,04
0,079
646,25
0,43
NO
x
97,92
0,015
-1174,42
1,12
Сажа 99,28
0,284
911,29
0,94
СО
2
, SO
2
,
Pb
`
99,999
0,2
-0,03
0
Выбросы i-го вредного вещества в зависимости от срока службы за период
выработки ресурса определяются по формуле:
100
⋅
⋅
⋅
=
w
a
i
i
K
L
q
Q
,
(4)
где
i
q
– удельные (на км пробега) выбросы одиночных новых автомобилей, г/км; L'
a
–
пробег автомобиля с начала эксплуатации, км.
В теплый период года при высокой интенсивности ультрафиолетового излучения
Солнца и значительном автомобильном движении токсичность отходящих газов
автомобилей может резко возрастать за счет фотохимических реакций.
18
Примеры для выполнения практических заданий
ПРИМЕР 1. Сравните величины выбросов СО, C
x
H
y
, NO
x
при установившемся
движении со скоростью 60 км/ч автомобиля ГАЗ-2410 и автобуса ЛИАЗ-667М.
Решение. Вычисляем удельные выбросы загрязняющих веществ q (г/км) для
ГАЗ-2410:
7
,
5
751
,
14
60
239
,
0
60
001474
,
0
=
+
⋅
−
⋅
=
co
g
;
253
,
0
743
,
0
743
,
0
60
018
,
0
60
0001631
,
0
2
=
=
+
⋅
−
⋅
=
y
x
H
C
g
;
493
,
0
411
,
0
60
00277
,
0
60
00006925
,
0
=
+
⋅
−
⋅
=
x
NO
g
.
Вычисляем удельные выбросы загрязняющих веществ, для автобуса ЛИАЗ-667М:
92
,
17
563
,
86
60
364
,
3
60
037
,
0
2
=
+
⋅
−
⋅
=
CO
g
;
3
,
2
686
,
8
60
256
,
0
60
00257
,
0
2
=
+
⋅
−
⋅
=
y
x
H
C
g
;
02
,
12
352
,
13
60
742
,
0
60
012
,
0
2
=
+
⋅
−
⋅
=
x
NO
g
.
Выбросы загрязняющих веществ, при установившемся движении, у автобусов
ЛИАЗ-667М выше, чем у автомобиля ГАЗ-2410:
− оксида углерода (II) в 3,14 (17,92 : 5,7) раза;
− углеводородов в 9 (2,3 : 0,253) раз;
− оксидов азота в 24,9 раза.
ПРИМЕР 2. Определите концентрацию оксида углерода (II) в воздухе над
перекрестком с управляемым светофором на магистральной улице города с
многоэтажной застройкой. Интенсивность движения автомобилей составляет 450 авт./ч.
Состав транспорта смешанный: легковой транспорт – 70 %, автобусы –20 %, легкий
грузовой – 10 %. Продольный уклон магистрали – 2°, скорость ветра – 2 м/с,
относительная влажность воздуха – 80 % .
Решение. По табл. 1 и формуле (2) определяем коэффициент токсичности
автотранспортного потока:
67
,
1
3
,
2
1
,
0
7
,
3
2
,
0
1
7
,
0
=
⋅
+
⋅
+
⋅
=
T
K
.
По табл. 2–6 определяем коэффициенты и рассчитываем по формуле (1)
концентрацию оксида углерода (II) (мг/м
3
):
(
)
04
,
41
1
,
2
15
,
1
2
06
,
1
1
67
,
1
450
,
0
01
,
0
5
,
0
=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
+
=
CO
C
.
19
Контрольные задания
ЗАДАЧА 1
На сколько увеличатся выбросы основных загрязняющих веществ (СО, C
x
H
y
NO
x
,
Pb, SО
2
) с учетом износа деталей и нарушения заводских регулировок автомобилем
ВАЗ-1111 за 300 тыс. км пробега?
ЗАДАЧА 2
Автомобиль ГАЗ-5312 проехал по объездной дороге 40 км. Пробег автомобиля
составляет 50 тыс. км. Каковы выделения загрязняющих веществ (СО, NO
x
,С
х
Н
у
) в
атмосферу при изменении установившейся скорости с 60 км/ч (на объездной дороге) до
18 км/ч (на основной дороге)? Протяженность основной дороги – 25 км.
ЗАДАЧА 3
Определите концентрацию оксида углерода в воздухе над 4-полосной дорогой
районного значения. Состав транспортного потока: легковые автомашины – 40 %, сред-
ний грузовой транспорт – 35 %, тяжелый грузовой – 15 %, автобусы – 10 %. Дорога без
продольного уклона проходит в выемке, скорость ветра составляет 1 м/с, относительная
влажность воздуха – 70 %.
ЗАДАЧА 4
Определите валовые выделения загрязняющих Веществ новым автомобилем
ГАЗ-5312 в условиях движения с Установившейся скоростью 60 км/ч по магистрали и
сравните их с выбросами при однократном выезде и въезде его на открытую стоянку в
теплый период года в г. Москве. Расстояние от места стоянки до ворот составляет 200 м.
20
Библиографический список
1. Дьяков А. Б., Игнатьев Ю. В., Коншин Е. и др. Экологическая безопасность
транспортных потоков / под ред. А. Б. Дьякова. – М.: Транспорт, 1989.
2. Федорова А. И., Никольская А. Н. Практикум по экологии и охране
окружающей среды. – М.: Гуманит.-изд. центр ВЛАДОС, 2003.
3. Снижение экологических нагрузок на окружающую среду при работе
автомобильного транспорта / под ред.
В. Н. Луканина / Итоги науки и техники. Сер.
Автомобильный и городской транспорт. – М.: ВИНИТИ, 1996. – т. 19.
4. Луканин В. Н., Буслаев А. П., Яшина М. В. Автотранспортные потоки и
окружающая среда / под ред. В. Н. Луканина. – М.: ИНФРА-М, 2001.
5. Луканин В. Н., Трофименко Ю. В. Промышленно-транспортная экология. –
М.: Высшая школа, 2001.
6. Николайкина Н. Е., Николайкин Н. И., Матягина А. М. Промышленная
экология: Инженерная защита бис сферы от воздействия воздушного транспорта. – М.:
ИК1 «Академкнига», 2005.