Материал: 4686

21

3. РАСЧЕТ ВЫБРОСОВ ЗВ НА АВТОСТОЯНКЕ

Цель работы: изучить методику и произвести расчет интенсивности и концентрации выбросов ЗВ на автостоянке.

Автомобильный транспорт является одним из крупнейших загрязнителей окружающей среды, губительно действующим на здоровье людей, растений и животных. Это полностью относится к автомобильным стоянкам, на которых автомобили перемещаются, а их двигатели прогреваются и работают на холостом ходу, выделяя при этом выбросы ЗВ. Нужно принимать меры по защите окружающей стоянки территории от вредных автомобильных выбросов. Для этого необходимо рассчитывать концентрацию выбросов ЗВ от автомобилей на автостоянке.

Концентрацию выбросов ЗВ на автостоянке нужно знать, чтобы обезопасить водителей автомобилей и окружающие стоянку жилые и служебные здания от вредных веществ, отрицательно влияющих на здоровье людей.

Выбросы ЗВ возникают во время движения автомобилей по автостоянке (выезд, въезд), прогреве двигателей и их работе на холостом ходу.

3.1. Интенсивность выбросов ЗВ

Интенсивность выбросов ЗВ во время движения автомобилей по автостоянке определяют по следующей формуле:

• для бензовозных (карбюраторных) двигателей

где qБ – интенсивность выброса ЗВ автомобилями с бензиновыми двигателями, г/мс;

QБ – расход топлива во время движения одного автомобиля с бензиновым двигателем по автостоянке, л/км;

α – коэффициент, учитывающий во сколько раз меньше или больше 1 км проезжает один автомобиль по стоянке (например, если автомобиль проезжает по стоянке 500 м, то α = 0,5);

22

ki – коэффициент, учитывающий тип двигателя и компонент загрязнения

(табл. 3.1);

NБ – количество автомобилей с бензиновыми двигателями, выезжающих (въезжающих) с площади в течение одного часа, авт/ч;

• для дизельных двигателей

где qД – интенсивность выброса ЗВ автомобилями с дизельными двигателями, г/мс;

QД – расход топлива во время движения одного автомобиля с дизельным двигателем по автостоянке, л/км;

ki – коэффициент, снижения удельных выбросов (табл. 3.1);

NД – количество автомобилей с дизельными двигателями, выезжающих (въезжающих) с площади в течение одного часа, авт/ч.

Таблица 3.1 Значения коэффициента снижения удельных выбросов ЗВ, ki

где l – пробег автомобиля по автостоянке, (принимается l = 1000 м, т.е. для

1 км), м;

ηдв – КПД двигателя (ηдв = 0,27...0,43);

ηтр – КПД трансмиссии (ηтр = 0,85); Н – удельная теплоотводная способность топлива, кДж/кг

(Н = 42600 кДж/кг);

23

γ – плотность топлива, кг/л (для дизельного топлива принимается равной

0,815...0,875, для бензина – 0,720...0,770);

α – коэффициент, для грузовых автомобилей α = 0,5, легковых α = 1; Fk – касательная сила тяги, реализуемая на колесах автомобиля, Н. Касательная сила тяги рассчитывается по формуле:

где G – вес автомобиля, Н;

f0 – коэффициент сопротивления качению (для асфальтобетона f0 = 0,020); i – уклон площадки стоянки автомобилей, ‰.

3.2. Концентрация выбросов ЗВ над автостоянкой

Концентрацию выбросов ЗВ над автостоянкой от движения автомобилей определяем по модели гауссовского распределения:

где С – концентрация данного ЗВ над автостоянкой, г/м3; σ – стандартное отклонение гауссовского рассеяния в вертикальном

направлении над автостоянкой, м (табл. 3.2);

U – скорость ветра над автостоянкой, м/с.

Таблица 3.2 Стандартное отклонение гауссовского рассеяния σ над автостоянкой

в зависимости от удаления от центра площадки

24

Направление и скорость ветра над площадкой автостоянки рассматриваются относительно ее вертикальной и горизонтальной осей. Сначала чертится роза ветров (рис. 3.1), на которую накладываются оси площадки (автомобили двигаются по площадке по вертикальной и горизонтальной осям.

Рис. 3.1. Роза ветров с нанесенным контуром автостоянки

Устанавливается угол α между направлениями ветра и осью площадки. Далее скорость ветра V, м/с, умножается на sinα (U V sin ).

На рисунке 3.1 показан контур автостоянки abcd, нанесенный на розу ветров. Вертикальная ось площадки cd, горизонтальная ab.

25

Слева от вертикальной оси (рис. 3.1) откладываются ЗВ под действием ветров, дующих справа от оси: с юга «Ю» под углом α2, с «ЮВ» под углом α3; с «В» под углом α7 и с «СВ» под углом α6.

На розе ветров показаны скорости ветра. Зная значения углов, под которыми дуют ветры по отношению к вертикальной оси, можно подсчитать значение U для формулы (17).

Стандартное отклонение рассеяния выбросов ЗВ над стоянкой σ находят из таблицы 3.2.

Считаем, что на автостоянку автомобили ставятся на ночь, поэтому принимаем значения σ для ночной радиации при ясном небе (табл. 3.2).

Пример расчета концентрации ЗВ над автостоянкой приведен в приложении 4. По результатам расчетов необходимо построить график (прил. 4 рис. 2) изменения концентрации ЗВ над автостоянкой справа и слева от вертикальной оси площадки.

3.3. Загазованность автостоянки во время подогрева двигателей машин

Перед тем как выехать со стоянки водители прогревают двигатели автомобилей. Летом на прогрев мотора требуется 3...5 мин., а зимой 7 мин и более.

Во время прогрева двигателей из выхлопной трубы автомобиля выделяются ЗВ.

Используя данные работы [2] можно установить процент ЗВ, выбрасываемых в воздух над стоянкой при прогреве двигателя, по сравнению с выбросами, образующимися при движении автомобиля по площадке. В результате установлено, что во время прогрева двигателя в атмосферу выбрасывается на 30...40 % ЗВ (NOХ) меньше, чем при езде автомобиля.

В нашем примере (прил. 4) это составит в 10 м от вертикальной оси стоянки количество выбросов составит 0,024 мг/м3; на расстоянии 20 м – 0,015 мг/м3; в 40 м – 0,008 мг/м3. При прогреве двигателей выбросы NOХ. существенно ниже предельно допустимой концентрации (0,040 мг/м3) и меньше влияют на загрязнение окружающей среды, чем при езде машины по стоянке.