Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Экология Версия № 3
просмотров - 87

Алгоритм расчета рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе для холодных газов

Версия № 2

В атмосферном воздухе для холодных газов

Алгоритм расчета рассеивания загрязняющих веществ

Версия № 1

В атмосферном воздухе для нагретых газов

Алгоритм расчета рассеивания загрязняющих веществ

Задача №2

Таблица 6

Варианты для расчёта вредных выбросов в атмосферу от автотранспорта

№ вар Бензиновые грузовые автомобили Дизельные грузовые автомобили Бензиновые легковые автомобили
Количество Общий пробег автомобилей тыс. км/год Количество Общий пробег автомобилей тыс. км/год Количество Общий пробег автомобилей тыс. км/год
598,65 200,951 306,349
258,147 175,268 605,239
265,369 108,364 756,516
269,159 350,258 931,253
369,258 368,259 862,162
265,698 452,102 208,151
587,357 254,265 589,654
983,369 159,654 684,357
862,258 134,952 852,368
785,259 125,205 753,915
897,459 312,236 945,845
456,123 354,159 321,625
999,654 654,312 514,782
332,369 654,123 751,358
225,266 357,159 852,239
321,258 456,789 998,221
335,223 412,321 987,654
115,362 645,865 123,987
236,325 258,364 354,159
321,987 159,258 654,985
654,321 458,247 874,632
445,633 825,254 854,259
333,456 254,325 999,358
887,551 113,456 895,319
963,321 225,336 925,158
398,250 235,125 741,259
445,665 654,554 452,358
587,369 556,325 521,267
298,987 587,665 623,325
654,987 854,321 758,325

Почти два десятилетия назад в мире впервые встала проблема: как снизить токсичность отработавших газов автомо­билей. К тому времени загрязнение ими воздуха в крупных городах США, Японии, Канады, Швеции и ряда других стран до­стигло масштабов бедствия.

Чтобы бороться с этим явлением, были введены нормы содержания в газах ток­сичных веществ, обязательные для всœех изготовителœей и экспортеров автомоби­лей. Соответствие нормам стали опреде­лять в лабораториях по специальным ездовым циклам, имитирующим движение в городских условиях. Чтобы обеспечить выполнение всœе более ожесточавшихся норм, потребовалось усовершенствовать конструкцию двигателя в целом и, в первую очередь, изменить регулировки систем питания и зажигания.

При этом в технике, как правило, не бы­вает простых решений: после введения первых норм автомобилестроители сосредоточили свое внимание на этой проблеме, поначалу отодвинув на второй план не менее важ­ные, и в первую очередь улучшение топ­ливной экономичности.

Чтобы представить хотя бы в общих чертах трудности, связанные с созданием малотоксичного и в то же время эконо­мичного двигателя, обратимся только к одной проблеме: сокращению выброса окислов азота (NО2), которые наряду с окисью углерода (СО) и углеводородами (СnHm)являются токсичными компонентами отработавших газов.

Неспециалисты часто полагают, что всœе они появляются в отработавших газах вследствие неполного сгорания топлива. Это справедливо лишь в отношении оки­си углерода и углеводородов. Первые - продукт неполного окисления содержав­шегося в топливе углерода, вторые - остатки несгоревшего бензина.

Образование же окислов азота в ци­линдре двигателя не связано непосредственно с горением топлива. Οʜᴎ - про­дукт химических реакций азота͵ содержа­щегося в атмосферном воздухе, для кото­рых необходимы только свободный кисло­род и высокая температура. Вследствие этого почти всœе мероприятия по повы­шению полноты и эффективности сгора­ния, сопровождающиеся ростом темпера­туры в цилиндре (увеличение степени сжатия, установка оптимального для топ­ливной экономичности угла опережения зажигания и т. п.) при работе на умеренно обедненных смесях дают не только сни­жение расхода топлива, но одновремен­но - значительное повышение выброса окислов азота.

Получается, что для сокращения доли окислов азота нужно сознательно ухуд­шать эффективность сгорания, а значит, топливную экономичность. Своего рода заколдованный круг? Выход из него вот уже два десятилетия ищут ученые и ин­женеры во всœем мире. Положение ослож­няется тем, что окислы азота более вред­ны для организма человека, чем СО и СnНm. В воздушной среде они могут обра­зовывать так называемый фотохимический смог, время от времени застилающий удушливой пелœеной города с бесконтроль­но разросшимся парком автомобилей. По этой причине санитарные нормы содержания окислов азота в воздухе в 25 раз жестче, чем окиси углерода.

Чтобы уменьшить выброс окислов азота с отработавшими нужно либо понижать температуру в цилиндре, либо убавлять количество свободного кисло­рода в рабочей смеси.

Чтобы достигнуть цели с минималь­ным ухудшением топливной экономично­сти, стараются добиться устойчивой рабо­ты двигателя на предельно обедненной смеси, когда температура сгорания невы­сока. Здесь необходимы специальные конструктивные меры, чтобы обеспечить требуемую скорость распространения пламени по объему камеры сгорания.

Другой, простейший способ снизить выброс окислов азота - устанавливать на базовых рабочих режимах более позд­нее зажигание. К этой мере особенно часто прибегали в США в первые годы после введения норм на токсичность. Дошло до того, что распределители зажи­гания оснащали «обратным» вакуум-ре­гулятором, не увеличивающим, как обыч­но, угол опережения на малых нагруз­ках, а, наоборот, уменьшающим его по сравнению с опережением на полном дросселœе. С уменьшением температуры сгорания заметно снижался выброс окис­лов азота͵ но существенно увеличивался расход топлива.

Наиболее результативный, но и самый дорогостоящий метод борьбы с окислами азота - их химическая нейтрализация в специальных устройствах - каталити­ческих нейтрализаторах. Его суть в том, что отработавшие газы пропускают через резервуар, внешне напоминающий глуши­тель, с наполнителœем в виде гранул или сот, покрытых тончайшим слоем катали­затора (рис. 1). В качестве последнего могут служить несколько веществ. Наилуч­шее каталитическое действие, но и самая высокая стоимость - у платиновых катализаторов. Οʜᴎ позволяют обезвредить 96—98% токсичных веществ, превратив их в азот, углекислый газ и воду.

Для эффективной работы устройства крайне важно, чтобы в цилиндрах сгорала слегка обогащенная смесь вместо обед­ненной, что приводит к ухудшению эконо­мичности на 5-10%. Нейтрализатор окис­лов азота не может одновременно обез­вреживать окись углерода и углеводоро­ды: для этого потребуется еще одно устройство, в котором путем впуска до­полнительного воздуха поддерживается обедненный состав смеси. По этой причине катали­тическую нейтрализацию отработавших газов применяют лишь в районах или странах, где нужно добиться столь низкого уровня токсичности выбросов, который оправдал бы значительные затраты на его достижение.

Применение платиновых катализаторов требует перехода на более доро­гой, неэтилированный бензин, так как соединœения свинца в отработавших газах быстро разрушают катализатор.

Наконец, еще один способ снизить выб­рос окислов азота - частичная рецирку­ляция отработавших газов. В этом случае часть газов из выпускной системы посту­пает во впускной трубопровод и, сме­шиваясь со свежей горючей смесью, вновь попадает в цилиндр. Инертные (негорю­чие) отработавшие газы выполняют роль балласта и снижают максимальную тем­пературу в цилиндре.

Правда, повышенное их содержание отрицательно влияет на процесс сгора­ния и в итоге увеличивает расход топлива. Но одновременно снижаются так называе­мые насосные потери, связанные с запол­нением цилиндра свежим зарядом, по­скольку разрежение во впускной трубе в течение такта впуска становится меньше. В результате общее увеличение расхода топлива, даже при рециркуляции 10-15% отработавших газов, не превышает нескольких процентов, зато выброс окис­лов азота снижается минимум в два раза. В этом преимущество рециркуляции по сравнению с переходом на позднее за­жигание, с которым связаны более суще­ственные потери мощности и увеличение расхода бензина. В случае если же степень рецир­куляции не превышает 3-5%, расход топлива может даже несколько умень­шиться вследствие подогрева смеси.

Система рециркуляции, о которой шла речь, проста͵ надежна и достаточно эф­фективна. Но в последнее время, отме­ченное широким развитием электронной техники, всœе чаще стали применять комп­лексные системы для управления как подачей топлива и углом опережения зажигания, так и клапаном рециркуля­ции. Οʜᴎ обеспечивают оптимальное дозирование перепускаемых газов на характерных режимах в сочетании с самыми выгодными для топливной экономич­ности углами опережения зажигания и отключение рециркуляции на других ре­жимах. Тем самым удается обеспечить не только нормы на выброс токсичных веществ, но и хорошие показатели топ­ливной экономичности.

Рис. 1. Трехкомпонентный катализатор для нейтрализации окиси углерода (СО) и углеводородов (СnНm).

Проведенные исследова­ния показывают, что, к примеру, на киевских улицах уровень бензопирена в воздухе превышает ПДК в среднем в 1,6 раза (на московских - в 20 раз!), двуокиси азо­та в 1,3 раза. Как утвер­ждают эксперты, именно транспорт является ос­новным (более 70%) ис­точником ухудшения эко­логической обстановки, остальные же вредные вы­бросы приходятся на про­мышленные предприятия.

РАСЧЁТ ВЫБРОСОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ОТ АВТОТРАНСПОРТА

Данная методика предусматривает два расчёта:

· Полные выбросы загрязняющих веществ, при работе автотранспорта на линии

· Выбросы загрязняющих веществ на территории предприятия


Читайте также


  • - АБГВДЕ - поворот на 180 град., ИНВЕРСИЯ

    АБВДЕ- нехватка участка, ДЕЛЕЦИЯ АБВВГДЕ - удвоение, ДУПЛИКАЦИЯ Генетический код Ò Ген — структурная и функциональная единица наследственности контролирующая развитие определённого признака или свойства. Ò Гены — это участки ДНК, несущие какую-либо... [читать подробенее]


  • - Генная конверсия

    Иногда в результате мейоза получаются три копии материнского аллеля и только одна копия отцовского, что свидетельствует об изменении одной копии отцовского аллеля, конвертации ее в материнский. Это явление называется генной конверсией. Оно часто происходит в связи с... [читать подробенее]


  • - Лизогенная или фаговая конверсия.

    Лизогения Наиболее хорошо изученный объект исследования регуляции транскрипции – бактериофаг &... [читать подробенее]


  • - Диверсия (ст.281 УК РФ)

    Вооруженный мятеж (ст.289 УК РФ) Мятеж – локальный бунт вооруженной толпы, организованный с целью свержения или насильственного изменения конституционного строя РФ, либо нарушения её территориальной целостности. Объективная сторона – формальный состав.... [читать подробенее]


  • - Инверсия ( логическое отрицание)

    Элементарные логические операции и их техническая реализацияЛогическая функция "инверсия", или отрицание, реализуется логической схемой (вентилем), называемой инвертор. Принцип его работы можно условно описать следующим образом: если, например, "0" или... [читать подробенее]


  • - Хроника рокового воскресенья: официальная версия

    Известно, что в субботу, 28 февраля, у Сталина на даче состоялось совещание - одно из многих имевших место в ту зиму, с постоянным составом: кроме вождя, там присутствовали три первых заместителя Сталина по Совнаркому - Маленков, Берия и Булганин — и Хрущев, один из... [читать подробенее]


  • - Конверсия советской экономики и ее последствия

    III. РАЗМЫШЛЕНИЯ О КРУТОМ ПОВОРОТЕНевозможно понять советские победы конца 1942 и лета 1943 г., не обращаясь к титаническим усилиям по перестройке советской экономики, полностью переориентированной к 1942 г. на производство вооружений за счет сокращения выпуска гражданской... [читать подробенее]


  • - Диверсия под лозунгом перестройки

    3. 2. 1. В 1985 году 10 марта в 19 часов 20 минут в Центральной клинической больнице скончался Генеральный секретарь ЦК КПСС К.У.Черненко. И в эту же ночь состоялось экстренное заседание Политбюро ЦК КПСС. В целом ряде воспоминаний и публикаций о приходе М.Горбачева на... [читать подробенее]


  • - Инверсия температуры

    В самом общем смысле инверсия – это нарушение привычного хода вещей или порядка. Инверсия температуры – это повышение температуры воздуха с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного понижения. Известно, что плавное убывание температур с высотой следует... [читать подробенее]


  • - I. Анафора. Эпифора. Антитеза. Инверсия. Эллипсис.

    ФИГУРЫ РЕЧИ. Лекция №9 План I. Анафора. Эпифора. Антитеза. Инверсия. Эллипсис. II. Язык рекламы. Аллюзия. Десемантизация. Софизм. Фигуры речи – любые обороты речи, отступающие от некоторой нормы разговорной «естественности». Анафора,единоначатие – повтор слова... [читать подробенее]