Опыт № 3. Определение максимально разового выделения (г/с) загрязняющих веществ автомобилями

Максимально разовое выделение (г/с) загрязняющих веществ автомобилей k-й группы рассчитывается для месяца с наиболее низкой среднемесячной температурой по формуле:

G' = M_k × α× N/(60 × t_p), (9.6)

где t_p – время разъезда автомобилей, мин.

Пример 1:На открытой стоянке перед административным зданием предприятия, расположенного в Подмосковье, ежедневно паркуется один автомобиль ГАЗ-2410 («Волга») с рабочим объемом двигателя – 2,445 л. Расстояние от центра стоянки до въездных-выездных ворот – 300 м. В среднем автомобиль выезжает (и въезжает) на стоянку по три раза в сутки двенадцать месяцев в году. Специальные меры по предварительному подогреву двигателя в холодный период времени не применяются. Определить валовые выбросы СО, NО_х одного автомобиля за год.

Решение.Величины удельных выделений оксидов углерода и азота двигателями легковых автомобилей с рабочим объемом двига­теля свыше 1,8 и до 3,5 л в различные периоды года приведены в таблице 21.

Для Подмосковья длительность периодов года составляет: теплый период –183 дня, переходный – 92 дня, холодный – 90 дней.

В данном случае (открытая стоянка, отсутствие каких-либо очистных сооружений) величины выбросов загрязняющих веществ в атмосферу равны величинам выделения этих загрязняющих веществ двигателями автомобилей.

Таблица 21

Величины удельных выделений СО и NO_х

двигателями легковых автомобилей в различные периоды года

В теплый период года валовые выделения (г/день) загрязняющих веществ за день определяем по уравнению

при троекратном выезде с территории (9.2):

М'^Т_NOx = 3 × (g^Т_{NOх прогр} × t_прогр + g^Т_NOxL ×L' + g_{NOx x.x} × t_x.x) =

= 3×(0,05×3 + 0,04×0,3 + 0,05×1) = 0,636;

М'^Т_CO =3 × (g^Т_{CO прогр} × t_прогр + g^Т_{CO L} × L' + g_COx.x × t_x.x) =

= 3 × (5 × 3 + 17 × 0,3 + 4,5 × 1) = 73,8;

при троекратном въезде на территорию (9.3):

М''^Т_NOx= 3 × ( g^Т_NOxL × L" + g_{NOx x.x} × t_x.x) = 3 × (0,04×3 + 0,05×1) = 0,186;

М''^Т_CO =3 × ( g^Т_COL × L" + g_COx.x × t_x.x) = 3 × (17×0,3 + 4,5×1) = 28,8.

В переходный период года валовые выделения (г/день) загрязняющих веществ за день при температуре от +5 ⁰С до -5 ⁰С (время прогрева легкового автомобиля – 4 мин) рассчитываем по уравнению (9.2):

при троекратном выезде c территории:

М'^П_NOx =3 × (g^П_{NOx прогр} × t_прогр + g^П_{NO xL} × L' ₊ g_{NOx x.x} × t_x.x ) =

=3 × (0,07×4 + 0,04×0,3 + 0,05×1) = 1,026;

М'^П_CO =3 × (g^П_COпрогр × t_прогр + g^П_COL × L' +g_COx.x ×t_x.x) =

=3 × (8,19×4 +19,17×0,3 + 4,5×1) = 129,033;

при троекратном въезде на территорию (9.3):

М''^П_NOx = 3×(g^П_{NOx L} ×L" + g_{NOx x.x} ×t_x.x) = 3 ×(0,04×3 + 0,05×1) = 0,186;

М''^П_CO = 3 ×(g^П_COL ×L" + g_{CO x.x} ×t_x.x) = 3 ×(19,17×0,3 + 4,5×1) = 30,753.

В холодный период годаваловые выделения загрязняющих веществ за день при температуре от -5 ⁰С до -10 ⁰С (время прогрева легкового автомобиля = 10 мин) рассчитываем по уравнению (9.2):

при троекратном выезде с территории:

М'^Х_NOx = 3× (g^Х_{NOx прогр} ×t_прогр + g^Х_NOxL × L' + g_{NOx x.x} × t_x.x) =

= 3 ×(0,07×10 + 0,04×0,3 + 0,05×1) = 2,286;

M'^Х_CO = 3 ×(g^Х_COпрогр × t_прогр + g^Х_COL × L' + g_CОx.x × t_x.x) =

= 3 × (9,1×10 + 21,3×0,3 + 4,5×1) = 305,67;

при троекратном въезде на территорию(9.3):

М''^Х_NOx = 3× (g^Х_NOxL ×L" + g_{NOx x.x} × t_x.x) = 3 ×(0,3 + 0,05×1) = 0,186;

М''^Х_CO = 3 × (g^Х_COL × L" + g_{CO x.x} × t_x.x) = 3 ×(21,3×0,3 + 4,5×1) = 32,67.

В теплый период года суммарные валовые выделения (т/год) загрязняющих веществ определяем по уравнению (9.4):

M^Т_NOx = ά × (М'^Т_NOx + М''^Т_NOx ) × N × D^Т × 10^-6 =

= 1 × (0,636 + 0,186) × 1 × 183 × 10^-6 = 0,1504 × 10^-3;

M^Т_CO = ά × (М'^Т_CO + М''^Т_CO) × N × D^Т × 10^-6 =

= 1 × (73,8 + 28,8) × 1 × 183 × 10^-6 = 18,7758 × 10^-3.

В переходный период года суммарные валовые выделения (т/год) загрязняющих веществ определяем по уравнению (9.4):

M^П_NOx = ά × (М'^П_NOx + М''^П_NOx)× N × D^П × 10^-6 =

=1 × (1,026 + 0,186) × 1 × 92 × 10^-6 = 0,1115 × 10^-3;

M^П_CO = ά × (М'^П_CO + М''^П_CO) × N × D^П × 10^-6 =

=1 × (129,033 + 30,753) × 1 × 92 × 10^-6 = 14,7003 × 10^-3 т/год.

В холодный период года суммарные валовые выделения (т/год) загрязняющих веществ определяем по уравнению (9.4):

M^Х_NOx = ά × (М'^Х_NOx + М''^Х_NOx) × N × D^Х × 10^-6 =

= 1 × (2,286 + 0,186) × 1 × 90 × 10^-6 = 0,2225 × 10^-3;

M^Х_CO = ά × (M'^Х_CO + М''^Х_CO) × N × D^Х × 10^-6 =

= 1 × (305,67 + 32,67) × 1 × 90 × 10^-6 = 30,4506 × 10^-3 т/год.

Общий (годовой) валовый выброс загрязняющих веществ(т/год) определяем суммированием по уравнению (9.5):

M^Σ_NOx = M^Т_NOx + M^П_NOx + M^Х_NOx =

= 0,1504 × 10^-3 + 0,1115 × 10^-3 + 0,2225 × 10^-3 = 0,4844 × 10^-3;

M^Σ_CO = M^Т_CO + M^П_CO + M^Х_CO =

= 18,7758 × 10^-3 + 14,7003 × 10^-3 + 30,4506 × 10^-3 = 63,9267 × 10^-3.

Пример 2: Ежедневно из гаража (теплой закрытой стоянки) строительной организации на объекты выезжают, затем возвращаются 12 из 15 имеющихся в наличии автомашин КамАЗ-53212 грузоподъемностью 10 т, оснащенных дизельными двигателями. Время разъезда машин – 20 минут. Расстояние от центра стоянки до ворот – 80 м. Стоянка оборудована единой вытяжной вентиляционной системой, не имеющей устройств очистки воздуха от загрязняющих веществ.

Определить:

– валовый и максимальный разовый выбросы сажи в атмосферу из вентиляционной системы гаража;

– на сколько и во сколько раз изменится максимальный разовый выброс сажи при увеличении времени равномерного разъезда машин из гаража до 45 минут.

Решение. Величины удельных выделений сажи двигателями грузовых автомобилей грузоподъемностью свыше 8 и до 16 т в теплый период года представлены в таблице 22.

Таблица 22

Величины удельных выделений сажи

двигателями грузовых автомобилей

Так как стоянка теплая закрытая, то расчеты для всех 365 дней года проводят как для постоянно теплого периода года, принимая время прогрева двигателя (t_пр) равным 1,5 мин.

Валовое выделение сажи за день (г/день) при выезде с тер­ритории одного автомобиля определяют по уравнению (9.2):

М'_С = g^Т_{C прогр}× t_прогр + g^Т_CL × L' + g_Cx.x× t_x.x =

= 0,04 × 1,5 + 0,3 × 0,08 + 0,04 × 1) = 0,124;

а при въезде на территорию–по уравнению (9.3):

М''_С =g^Т_CL × L' + g_Cx.x × t_x.x = 0,3 × 0,08 + 0,04 × 1 = 0,064.

Суммарное валовое выделение (т/год) сажи, которое равно общему (годовому) выбросу сажи в атмосферу, рассчитываем по уравнению (9.4):

M^Σ_С = ά × ( М'_С + М''_С) × N × D × 10^-6 =

= (12/15) × (0,124 + 0,064) × 15 × 365 × 10^-6 = 0,8234 × 10^-3.

Максимальный разовый выброс (г/с) сажи в атмосферу вентиляционной системой гаража определяем по уравнению (9.6):

при времени разъезда автомашин, равном 20 минутам:

G_С1 = М'_С × ά × N/(60 × t_p) = 0,124 × (12/15) × 15/(60 × 20) = 0,00124,

при времени разъезда, равном 45 минутам:

G_С2 = 0,124 × (12/15) × 15/(60 × 45) = 0,000551.

С увеличением времени разъезда автомашин с 20 до 45 мин максимальный разовый выброс сажи в атмосферу уменьшается на (0,00124 – 0,000551) = 0,000689 г/с, или в (0,00124/0,000551) = 2,25 раза.

При выполнении расчетов рекомендуется использовать элект- ронные вычислительные машины и стандартные компьютерные программы, облегчающие вычисления, например, программу «Microsoft Excel».

После ознакомления с данной темой студенты научатся рассчитывать выбросы вредных веществ в атмосферу и изучат меры, необходимые для их уменьшения.

Контрольные вопросы

1. Что такое воздух?

2. Перечислите основные загрязняющие вещества, входящие в состав выхлопных газов практически всех двигателей.

3. От каких факторов зависят удельные выбросы загрязняющих веществ двигателей автотранспорта?

4. Как классифицируются вредные и отравляющие вещества по степени опасности?

5. В чем заключается гигиеническая вредность загрязняющих веществ, выбрасываемых двигателями автотранспорта?

[1, с.266–270, 274–281, 295–317; 2, с. 259–264; 3,с. 87–91, 97–106, 136–140, 147–157].

УИРС