расчет загрязнения воздуха автотранспортом. 1. цель и содержание работы
 Скачать 0.71 Mb.
|
|
3. Порядок выполнения работы Студенты определяют число единиц автотранспорта (по типам), проходящего на заданном участке автомагистрали за один час. Для этого на заданном участке автомагистрали в течение 20 мин фиксируются все проехавшие автомашины. Результаты подсчетов записываются в табл. 2. Для аудиторного занятия данные приведены в табл. 10. Таблица 2
Затем с использованием полученных данных выполняются расчеты загрязнения атмосферного воздуха выбросами вредных веществ с отработанными автомобильными газами. 4. Методика расчета загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом Методика расчета основана на поэтапном определении эмиссии (выбросов) токсичных веществ (оксида углерода – СО, углеводородов – CnHm, оксидов азота – NOx) с отработавшими газами автомобильного транспорта, концентрации загрязнения воздуха этими веществами на различном удалении от дороги и сравнении полученных данных с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) данных веществ в воздушной среде. При расчете выбросов учитываются различные типы автотранспортных средств и конкретные дорожные условия. В качестве расчетной принимается интенсивность движения различных типов автомобилей в смешанном потоке, которая определяется студентом или группой студентов на заданном участке автомагистрали. Мощность эмиссии CO, CnHm, NOx в отработавших газах отдельно для каждого газообразного вещества определяется по формуле:  , (1)где q – мощность эмиссии данного вида загрязнений от транспортного потока на конкретном участке дороги, г/м·с;  – коэффициент перехода к принятым единицам измерения; m – коэффициент, учитывающий дорожные и автотранспортные условия, принимается по графику (рис. 1) в зависимости от средней скорости транспортного потока,  – средний эксплуатационный расход топлива для данного типа (марки) карбюраторных автомобилей, л/км; для оценочных расчетов может быть принят по средним эксплуатационным нормам с учетом условий движения, которые приведены в табл. 3;  – то же, для дизельных автомобилей, л/км;  – интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей, авт./ч. (табл. 2);  – то же, для дизельных автомобилей, авт./ч.;  и  – коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения для карбюраторных и дизельных типов двигателей соответственно по табл. 4.При расчете рассеяния выбросов от автотранспорта и определения концентрации токсичных веществ на различном удалении от дороги используется модель Гауссового распределения примесей в атмосфере на небольших высотах.  Рис.1. Зависимость величины коэффициента «m», учитывающего дорожные и автотранспортные условия движения, от средней скорости транспортного потока Таблица 3 Средние эксплуатационные нормы расхода топлива на 1 км пути в литрах
Таблица 4 Значения коэффициентов и
Концентрация загрязнений атмосферного воздуха окисью углерода, углеводородами, окислами азота вдоль автомобильной дороги определяется по формуле  (2)где C – концентрация данного вида загрязнения в воздухе, г/м  ; – стандартное отклонение Гауссового рассеивания в вертикальном направлении, м; принимается по табл. 5;  – скорость ветра, преобладающего в расчетный месяц летнего периода, м/с; – угол, составляемый направлением ветра к трассе дороги. При угле от 90 до 30° скорость ветра следует умножать на синус угла, при угле менее 30° – коэффициент 0,5; F – фоновая концентрация загрязнения воздуха, г/м.Таблица 5 Значения стандартного Гауссового отклонения при удалении от кромки проезжей части
Результаты расчета по формуле (2) сопоставляются с предельно допустимыми концентрациями (ПДК), установленными органами Министерства здравоохранения с учетом класса опасности для токсичных составляющих отработавших газов тепловых двигателей в воздухе населенных мест; они приведены в табл. 6. По полученным результатам строится график загрязнения отработавшими газами придорожной зоны. Пример графика приведен на рис. 2. Таблица 6 Предельно допустимая концентрация токсичных составляющих отработавших газов в воздухе населенных мест, мг/м3
Для уменьшения ширины распространения загрязнения следует предусматривать защитные зеленые насаждения, экраны, защитные валы, прокладку автомобильной дороги в выемке. Снижение концентрации загрязнений защитными сооружениями в процентах к величине концентрации приведено в табл. 7.  Рис. 2. Снижение концентрации СО за счет устройства трехрядных посадок деревьев Таблица 7 Снижение концентрации загрязнений различными типами защитных сооружений и зеленых насаждений
Выбор защитных мероприятий следует осуществлять на основе сравнения следующих основных вариантов: – изменение параметров дороги, направленное на повышение средней скорости транспортного потока; – ограничение движения отдельных типов автомобилей полностью или в отдельные интервалы времени; – усиление контроля за движением автомобилей с неотрегулированными двигателями по участку, чувствительному к загрязнению воздушной среды, в целях минимизации токсичных выбросов; – устройство защитных сооружений. 5. Пример расчета загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом Задача: Определить концентрацию загрязнения атмосферного воздуха СО, СnHm, NOx на различном расстоянии от автомобильной дороги на расчетном поперечнике. Исходные данные: Автомобильная дорога III категории; Интенсивность движения – N=190 авт./ч Данные по составу транспортного потока представлены в табл. 8. Таблица 8 Состав транспортного потока
Средняя скорость потока движения – 60 км/ч, т. е. по рис. 1 m = 0,10. Скорость господствующего ветра – 3 м/с. Угол направления ветра к оси трассы – 30°. Автомобильная дорога на рассматриваемом участке проходит в границах населенного пункта; застройка находится на расстоянии 20 м от кромки проезжей части дороги. Данные по фоновой концентрации отсутствуют. Решение: 1. По формуле (1) определяется удельная эмиссия загрязняющих веществ по компонентам: для оксида углерода:    для углеводородов:   для оксидов азота:   2. По формуле (2) определяется концентрация загрязнений атмосферного воздуха различными компонентами в зависимости от расстояния от дороги. На расстоянии 20 м от кромки проезжей части, где в данном примере принята граница застройки, концентрация загрязнения составит: для оксида углерода:  г/м3 или 0,11 мг/м3;для углеводородов:  г/м3 или 0,024 мг/м3;для оксидов азота:  г/м3 или 0,011 мг/м3.Аналогично определяется концентрация и для других расстояний. Результаты расчетов приводятся в табл. 9. Таблица 9. Зависимость концентрации загрязнений от расстояния от проезжей части
По результатам расчетов строится график распространения загрязнений в зависимости от расстояния от дороги. Вывод по результатам расчетов: результаты расчетов показывают, что величина транспортного воздействия на атмосферный воздух не превышает предельно допустимых концентраций, приведенных в табл. 7. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||