Расчет токсичных выбросов в атмосферу при эксплуатации автомобилей

Работа 1. Расчет токсичных выбросов в атмосферу при эксплуатации автомобилей

 

Цель работы – познакомиться с методикой расчета выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) при эксплуатации автомобилей.

 В работе определяют мощность  эмиссии загрязняющих веществ  qi, мг/м·с, рассчитывают концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на различном расстоянии от дороги С, мг/м3, строятся графики зависимости изменения концентрации ЗВ при удалении от кромки дороги l, м.

 

Методика расчета

Расчет выполняют в следующей последовательности:

I. Определяют мощность эмиссии qi, мг/м·с, загрязняющих веществ отдельно для каждого компонента (окиси углерода, оксидов азота, углеводородов) на конкретном участке дороги по формуле:

qi=0,206·m·[∑(Gik·Nik·Kk) + ∑(Giд·Niд·Kд)],

где m - коэффициент, учитывающий дорожные и транспортные условия, принимается по графику в зависимости от средней скорости транспортного потока V, км/ч;

Gik-средний эксплуатационный расход топлива для данного типа карбюраторных автомобилей, л/км; Giд - то же для дизельных автомобилей, л/км;

Nik-интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей, авт./ч; Niд - то же дизельных автомобилей, авт./ч;

Кк и Кд - коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения: с карбюраторными и дизельными типами ДВС.

2. Рассчитывают  концентрации токсичных компонентов  отработавших газов в атмосферном  воздухе Сj, мг/м3, на различном удалении от дороги l, используя модель Гауссового распределения примесей в атмосфере на небольших высотах, по формуле:

Сj=

,

где δ - стандартное отклонение Гауссового рассеивания в вертикальном направлении, м; vв - скорость ветра, преобладающего в расчетный период, м/с, φ - угол, составляемый направлением ветра к трассе дороги; Fj - фоновая концентрация загрязнения воздуха, мг/м3.

3. Результаты расчета сопоставляют с ПДК, установленными для токсичных составляющих отработавших газов тепловых двигателей в воздухе населенных мест.

 

 

 

Вариант 7

Исходные данные к работе

 

Na, =600 авт/ч

Распределение автомобилей по типам, %

1	2	3	4	5	6
50	5	25	15	0	5

 

 

V =50 км/ч l =70 м

φ =50 град

 

Расчеты.

M(по графику рис 1завитсит от скорости V км/ч)

V=50км/ч следовательно m=0.27

 

 

 

 

 

Тип автомобиля	Значение Gi, л/км	Na=600авт/ч
1. Легковые автомобили карбюраторные	0.11	300
2.Малые грузовые автомобили карбюраторные (до 6 тонн)	0.16	30
3.Грузовые автомобили карбюраторные (6 тонн и более)	0.33	150
4.Грузовые автомобили дизельные	0.37	90
5.Автобусы карбюраторные	0.34	0
6.Автобусы дизельные	0.28	30

 

 

1.Мощность  эмиссии qi, мг/м·с qi =0,206·m·[∑(Gik·Nik·Kk) + ∑(Giд·Niд·Kд)]

 

 

-для  окиси углерода:

 

qi=0,206*0,27·[0,11*300*0,6+0,16*30*0,6+0,33*150*0,6+0,37*90*0,6+0,28*30*0,14)]= 4.09 мг/м∙с

 

-для углеводородов:

 

qi=0.206*0.27[0.11*300*0.12+0.16*30*0.12+0.33*150*0.12+0.37*90*0.12+0.28*30*0.037)=0.823 мг/м∙с

 

-для оксидов азота:

 

 qi=0.206*0.27[0.11*300*0.06+0.16*30*0.06+0.33*150*0.06+0.37*90*0.06+0.28*30*0.015]=0.41 мг/м∙с

 

2. Определение концентраций токсичных  компонентов отработавших газов:

 

-для окиси углерода:

 

для солнечной погоды

 

 мг/м3

Остальные расчеты представлены в табличной форме

 

10м	20м	40м	60м	70м	80м	100м	150м	200м	250м
0.71	0.355	0.236	0.1775	0.157	0.142	0.109	0.075	0.06	0.05

 

для дождливой погоды

 

 мг/м3

Остальные расчеты представлены в табличной форме

 

10м	20м	40м	60м	70м	80м	100м	150м	200м	250м
1.42	0.71	0.355	0.236	0.202	0.1775	0.142	0.101	0.08	0.065

 

 

 

-для углеводородов:

 

     для солнечной погоды

 

 мг/м3

Остальные расчеты представлены в табличной форме

 

10м	20м	40м	60м	70м	80м	100м	150м	200м	250м
0.145	0.0725	0.048	0.03625	0.032	0.029	0.022	0.015	0.012	0.010

 

 

для дождливой погоды

 

 мг/м3

Остальные расчеты представлены в табличной форме

 

 

10м	20м	40м	60м	70м	80м	100м	150м	200м	250м
0,29	0,145	0,073	0,048	0,041	0,036	0,029	0,02	0,016	0,013

 

-для оксидов азота:

     для солнечной погоды

 

 мг/м3

Остальные расчеты представлены в табличной форме

 

10м	20м	40м	60м	70м	80м	100м	150м	200м	250м
0,024	0,012	0,008	0,006	0,0054	0,0048	0,0037	0,0025	0,002	0,0016

 

 

для дождливой погоды

 

 мг/м3

Остальные расчеты представлены в табличной форме

 

 

10м	20м	40м	60м	70м	80м	100м	150м	200м	250м
0,048	0,024	0,012	0,008	0,007	0,006	0,0048	0,0034	0,0026	0,0022

 

 

 

3. Построение  графиков зависимости изменения  концентрации ЗВ при удалении  от кромки дороги l, м и сравнение с ПДК

С70=0,202 мг/м3                   ПДК=3

 

На графике не наблюдается превышение ПДК, поэтому дополнительных мер не требуется.

 

С70=0,032мг/м3           ПДК=1.5

 

На графике не наблюдается превышение ПДК, поэтому дополнительных мер не требуется.

 

С70=0,007мг/м3   ПДК=0,04

 

На графике не наблюдается превышение ПДК для 70м , поэтому дополнительных мер не требуется,

 

Вывод

 

В ходе работы были вычислены величины мощности эмиссии и концентраций загрязняющих веществ – окиси углерода, оксидов азота и углеводородов . Концентрации ни одного из веществ, как видно по графикам не превышают ПДК.