ПР-1. Расчёт автомобильных выбросов в атмосферу
 Скачать 74.39 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра «Инженерных проблем экологии»  Практическая работа ПР-1 по дисциплине «Промышленная экология»Тема: Расчёт автомобильных выбросов в атмосферу
Новосибирск 2022 Цель работы – познакомиться с методикой расчета выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) при эксплуатации автомобилей. Задание: Определить концентрации загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода, оксидами азота и углеводородами в солнечную и дождливую погоду в расчетном поперечнике на расстоянии 80 м от кромки автомобильной дороги. Построить графики зависимости изменения концентрации ЗВ от расстояния от кромки дороги на расстоянии 80 м. Выбрать защитные мероприятия по снижению концентрации ЗВ в зоне жилой застройки, удаленной на расстояние 80 м от дороги, до допустимого уровня, если скорость господствующего ветра равна 3 м/с. Сведения о фоновых концентрации отсутствуют. В таблице учтены следующие группы автомобильного транспорта:
Исходные данные
 Рис.1 Зависимость коэффициента т от средней скорости транспортного потока υ  Методика расчета. Основными токсичными компонентами отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автотранспорта являются оксиды углерода, азота и углеводорода. Оценку уровня загрязнения воздушной среды отработавшими газами следует производить на основе расчета. Методика расчета включает поэтапное определение эмиссии (выбросов) отработавших газов и концентрации загрязнения воздуха этими газами на различном расстоянии от дороги, а затем сравнение полученных данных с ПДК данных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов. При расчете выбросов учитываются различные типы автотранспортных средств и конкретные дорожные условия. Параметра загрязнения рассчитываются в следующем порядке: Мощность эмиссии (в миллиграммах на метр в секунду) ЗВ отдельно для каждого компонента (окиси углерода, оксидов азота, углеводородов) на конкретном участке дороги  где m – коэффициент, учитывающий дорожные и транспортные условия, принимаемый по графику (см. рисунок). Gik и Giд -средний эксплуатационный расход топлива для данного типа карбюраторных и дизельных автомобилей соответственно, л/км. Nik и Niд – интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных и дизельных автомобилей в час. Кк и Кд – коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения в зависимости от типа автомобиля. Средний эксплуатационный расход топлива для указанных групп автомобильного транспорта следующий:
Значения коэффициентов Кк и Кд в зависимости от вида выброса следующие:
Используя исходные данные проведем расчеты: В нашем случае m = 2,2.   2. Концентрация загрязнения атмосферного воздуха токсичными компонентами отработавших газов на различном расстоянии от дороги на расстоянии 80 м (используется модель Гауссовского распределения примесей в атмосфере на небольших высотах)  где δ – стандартное отклонение Гауссовского рассеивания в вертикальном направлении, м; υв – скорость ветра, преобладающего в расчетный период, м/с; φ – угол, составляемый направлением ветра к трассе дороги; Fj – фоновая концентрация загрязнения воздуха, мг/м3. Стандартное Гауссовское отклонение в зависимости от расстояния до кромки проезжей части и состояния погоды устанавливается следующим образом:
Приведем таблицу полученных результатов
Для токсичных составляющих отработавших газов тепловых двигателей в воздухе населенных мест регламентированы среднесуточные значения ПДК
Построим графики для сравнения полученных результатов с регламентированным среднесуточным значением ПДК для каждого ЗВ.    Проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод, что концентрация всех вредных веществ над кромкой дороги превышает норму. В начале жилой зоны оксиды углерода и азота также превышают ПДК, в следствии чего необходимо разработать мероприятия по нормализации концентраций ЗВ в жилой зоне. Инженерный анализ. Существуют следующие варианты защитных мероприятий: Изменение параметров дороги, направленное на повышение средней скорости транспортного потока; Ограничения движения отдельных типов автомобилей полностью или в отдельные интервалы времени; Усиление контроля за движением автомобилей с неотрегулированным ДВС в целях минимизации токсичных выбросов; Применение неэтилированного бензина и каталитического дожигания выхлопных газов карбюраторных ДВС; Устройство защитных сооружений. Главным критерием при сравнении служит степень снижения концентрации ЗВ в расчетных точках при минимально возможной площади отвода земель под защитные сооружения и наименьших приведенных затратах на обустройство 1 км дороги, достигнутое без снижения ее пропускной способности. Наиболее эффективными, с позиции экологии, и не требующими значительных капитальных вложений на реконструкцию дорожной сети, являются варианты 1 и 5. Варианты 2 и 3 относятся к организационным мероприятиям, не требуют больших капитальных затрат, но дают значительно меньший экологический эффект. Реализация варианта 2 ведет к преднамеренному снижению интенсивности движения по сравнению с проектной. Внедрение варианта 4 по всей территории РФ будет возможно лишь после внедрения новых стандартов на автомобильные бензины. Поэтому защитные мероприятия необходимо применять в комплексе и с учетом местной специфики. Уровень снижения ЗВ с помощью защитных сооружений характеризуют следующие данные
Нам необходимо значительно снизить концентрацию оксида азота возле жилой зоны. Для этого изменим среднюю скорость транспортного потока с 55 км/ч до 70. Коэффициент m, учитывающий дорожные и транспортные условия изменится с 2,2 на 1,2. В следствии чего концентрация оксидов азота в дождливый день снизится с 0.6 до 0.3. Но это всё ещё превышает норму, поэтому следует поставить сплошные экраны, стены зданий высотой более 5 м от уровня проезжей части. Тогда концентрация упадёт до уровня ПДК – 0.04. Все остальные концентрации так же упадут до уровня нормы. Вывод. В результате проделанной работы были получены результаты расчета токсичных выбросов в атмосферу при эксплуатации автомобилей, а также приведён перечень экономически и экологически целесообразных природоохранных мероприятий. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||