Полная версия

Главная arrow Экология arrow ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Определение концентрации токсичных выбросов по модели гауссовского распределения примесей в атмосфере

При определении концентрации токсичных выбросов от автомобильного транспорта на небольших высотах, на различном расстоянии от дороги применяют модель гауссовского распределения примесей в атмосфере. В этом случае концентрация загрязнений воздуха окисыо углерода, углеводородами, окислами азота и соединениями свинца определяется по следующему выражению

где С — концентрация данного токсичного вещества в воздухе, мг/м3; q — интенсивность выброса токсичного вещества автотранспортными средствами, г/м • с; а — стандартное отклонение гауссовского распределения в вертикальном направлении, м (табл. 5.17); и — скорость ветра, учитываемая при угле к дороге ф не менее 30° умножается на sin ф); F — существующий фон от токсичных выбросов на местности без учета токсичных веществ, образующихся от проезда автомобилей, г/м3.

Таблица 5.17

Стандартное отклонение гауссовского рассеяния ф в зависимости от удаления от дороги

Время суток

Удаление от дороги, м

День, солнечная радиация:

сильная

2

4

4

8

12

слабая

1

2

6

6

8

Ночь:

облачно

0,3

0,6

1

1,8

2,5

ясно

0,1

0,2

0,4

0,8

1

Значение интенсивности выбросов токсичного вещества для карбюраторных двигателей qK, г/м • с, определяется по выражению

где ()„ — расход топлива (потребный) одним автомобилем, л/км; NK — интенсивность движения автомобилей с карбюраторными двигателями, Вт/ч;

Кк коэффициент, учитывающий тип двигателя и данный компонент загрязнения (табл. 5.18); т — коэффициент, учитывающий среднюю скорость транспортного потока.

При расчете q для дизельных двигателей вместо NK и /^соответственно подставляются значения Na и Кг

Таблица 5.18

Значения коэффициентов Кк и КЛ

Вид токсичных газов

Тип двигателя

карбюраторный Кк

дизельный Кл

Окись углерода

1

0,14

Углеводороды

0,122

0,037

Окись азота

0,01

0,015

Значение коэффициента т показано ниже.

Средняя скорость транспортного потока, км/ч

20

30

40

50

60

70

80

Значение коэффициента т

0,7

0,6

0,45

0,2

0,1

0,11

0,16

Обычно расход топлива Q рекомендуется принимать по технической характеристике автомобиля (по экспериментальному расходу), что не совсем точно, поскольку эта величина измеряется на ровной площадке асфальтобетонной дороги при движении автомобиля с постоянной скоростью. В действительности расход горючего будет существенно отличаться в конкретных условиях движения (подъемы, спуски и т.п.) от рекомендуемого. Для более точных расчетов токсичных выбросов можно принимать величину расхода топлива с учетом имеющихся дорожныхусловий по формуле Ю. Д. Силукова:

где т|д — КПД двигателя (0,27—0,43); г|тр — КПД трансмиссии (0,85); Я — удельная теплотворная способность топлива, ккал/кг; р — плотность топлива, кг/л (бензин р = 0,740 кг/л, дизельное топливо р = 0,875 кг/л); а — безразмерный коэффициент = 0,19); п — коэффициент, учитывающий режим работы двигателя (на подъеме п = 1,3; на площадке п = 1,2, на спуске п = 1,5); / — длина участка дороги, м; FK касательная сила тяги, реализуемая на ведущих колесах автомобиля, Н.

Для большей точности расчет касательной силы тяги проводится отдельно для спуска, подъема и на площадке с учетом состояния и типа дорожного полотна, скорости движения и сопротивления воздуха по выражению

где G — вес автомобиля, Н; /0 — коэффициент сопротивления качению (характеризует тип и состояние дорожного полотна: для асфальтобетона f0 = 0,015—0,020, для гравийной дороги /0 = 0,040—0,045); i — уклон на дороге — десятичная дробь (+ i на подъеме, — i на спуске); сов — коэффициент сопротивления воздуха:

где к — коэффициент обтекаемости (автомобили грузовые 0,06—0,07; легковые 0,020—0,035; автобусы 0,025—0,040); S — лобовая площадь автомобиля, м2 (легковые 1,5—2,8; грузовые 3—5; автобусы 4,5—6,5); V — скорость движения автомобиля, м/с; g = 9,81 м2/с — ускорение свободного падения.

Пример.

Определить концентрацию загрязнения окружающей среды окисью углерода во время движения груженого автомобиля Урал — 375 Н с прицепом ТМЗ-802 на подъеме i = 0,0070 и площадке, каждый участок длиной 1000 м, на расстоянии от дороги 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60 м. Дорога гравийная, коэффициент сопротивления качению /0 = 0,045. Скорость автопоезда 10 м/с. Теплотворная способность топлива Н = 10400 ккал/кг, вид топлива — бензин. Интенсивность движения NK = 100 авт./ч. Ветер дует по отношению к дороге под углом 45” со скоростью 4 м/с. Вес автопоезда 200 000 Н.

1. Определяем касательную силу тяги, для чего вначале находим коэффициент сопротивления воздуха:

тогда F = 200000 (0,045 + 0,070 + 0,003) = 25160 Н.

2. Определяем расход горючего (/,:

3. Определяем интенсивность выброса СО двигателем:

4. Определяем концентрацию СО в воздухе для различных расстояний от дороги при слабой солнечной радиации:

при / = 5 м

при / =10 м

Аналогичные вычисления проводятся для всех остальных расстояний от дороги. Результаты расчетов сведены в табл. 5.19.

Анализ табл. 5.19 показывает, что в заданных условиях движения концентрация СО на расстоянии 5 м от полосы движения превышает среднесуточную ПДК (3 мг/м3) в 1,8 раза. Такая концентрация присутствует в пределах тротуара, когда он примыкает к проезжей части, и может нанести ощутимый вред здоровью пешеходов. При дальнейшем увеличении расстояния от дороги концентрация СО становится меньше ПДК, что приемлемо для окружающей среды.

Таблица 5.19

Результаты расчета концентрации СО, мг/мЗ, на различном расстоянии

от полосы движения

Характеристика участка дороги

Расстояние от дороги, м

5

10

20

30

40

60

Подъем i = 0,070

5,3

2,6

1,3

0,8

0,6

0,4

Площадка

2,1

1,0

0,5

0,36

0,27

0,18

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>