Розрахунок викидів шкідливих речовин автомобільним транспортом
Автомобільні гази – це надзвичайно складна, недостатньо вивчена суміш токсичних компонентів, основні з яких наведені в табл. 8.4.
Для оцінювання забруднення атмосферного повітря викидами авто-транспорту встановлені питомі значення газових викидів. Так, для одноповерхових гаражів, де характерним є режим холостого ходу, величини викидів 
, г, розраховуються за формулою:
, (8.1)
де 
– питома кількість шкідливих речовин, віднесена до одного виїзду з приміщення і умовної потужності двигуна в одну кінську силу, тобто в г/к.с. на 1 виїзд (приймається за табл. 8.5);
– потужність двигуна автомобіля, к.с.;
– число виїздів автомобілів з приміщення протягом 1 години, виїзд/год;
– коефіцієнт для врахування інтенсивності руху автомобілів (приймається за табл. 8.6).
В багатоповерхових гаражах з виїздом автомобілів через нижчероз-ташовані поверхи (чи вищерозташовані яруси в підземних гаражах) кількість шкідливих речовин , г, які виділяються на кожному поверсі (ярусі), визначається за формулою:
(8.2)
де 
– кількість виїздів протягом 1 години для даного поверху (ярусу), виїзд/год;
– число вищерозташованих поверхів (нижчерозташованих ярусів).
При змішаному парку карбюраторних і дизельних автомобілів кількість однойменних шкідливих речовин підсумовують.
В методичних вказівках для розрахунку викидів шкідливих речовин автомобільним транспортом при його русі основою є середній питомий викид автомобілями окремих груп (вантажні, автобуси, легкові).
Таблиця 8.5 – Питомі величини шкідливих речовин, які виділяються при одному виїзді автомобіля з приміщення г / (к.с. виїзд) [47]
| Назва приміщень | Легкові автомобілі | Вантажні автомобілі та автобуси | ||
| Оксид вуглецю | Оксид азоту | Оксид вуглецю | Оксид азоту | |
| Зберігання автомобілів | 1,2 | 0,02 | 1,7/0,5 | 0,03/0,2 |
| Пост технічного обслуговування і поточного ремонту автомобілів | 0,8 | 0,016 | 1,0/0,4 | 0,024/0,16 |
| Пост миття автомобілів | 0,27 | 0,006 | 0,3/0,12 | 0,01/0,07 |
Примітка. В чисельнику наведені питомі величини шкідливих речовин для автомобілів і автобусів з карбюраторними двигунами, а в знаменнику – з дизельними двигунами.
При цьому викид шкідливих речовин корегується залежно від технічного стану автомобілів, їх середнього віку, впливу природно-кліматичних умов на кількість викидів. Коефіцієнт впливу природно-кліматичних умов приймається рівним 1 (в подальшому підлягає уточненню).
Для автомобілів парку певного міста (району) маса викинутої за розрахунковий період шкідливої j-ої речовини 
, г, при наявності в групі автомобілів з різними типами ДВЗ (бензиновими, дизельними, газовими тощо) визначається за формулою:
, (8.3)
де 
– число груп автомобілів;
– питомий викид j-ої шкідливої речовини автомобілем і-ої групи
двигуном k-го типу за розрахунковий період (включає в себе пробіговий викид з урахуванням картерних викидів і випаровувань палива), г/км; 
– пробіг автомобілів i-ої групи з двигуном К-го типу за розрахунковий період, млн. км; 
– добуток коефіцієнтів впливу технічного стану і середнього віку автомобілів на викид j-ої шкідливої речовини автомобілем i-ої групи з двигуном k-го типу в даному місті (табл. 8.7).
Питомі викиди , г/км, оксиду вуглецю, вуглеводнів, оксидів азоту для всіх груп автомобілів залежно від розрахункового року прийняті постійними і наведенів табл. 8.8.
Таблиця 8.6 – Коефіцієнт С для врахування інтенсивності руху автомобілів
| Назва приміщень | Число виїздів протягом 1 години | Коефіцієнт С |
| Пост технічного обслуговування і ремонту автомобілів | > 4 | 0,5 0,6 0,7 0,8 |
| Поточні лінії обслуговування автомобілів з переміщенням на конвеєрі | На все число виїздів | 0,3 |
| Зберігання автомобілів | Те ж |
Для вантажних спеціальних автомашин, які працюють без значного переміщення (автокрани, бульдозери тощо), кількість речовин, які вики-даються в атмосферу, повинна розраховуватися за умовним еквівалентним пробігом аналогічних автомобілів(бензиновихабо дизельних) і питомими витратами палива на 1 км.
Для автомагістралей з інтенсивним рухом, які є значним джерелом шкідливих викидів, головна геофізична обсерваторія ім. А. І. Войєкова на основі експериментальних даних, одержаних при оцінюванні токсичності викидів автомобільних двигунів під час випробувальних їздових циклів рекомендує використовувати коефіцієнти, які дозволяють визначити кількість шкідливих речовин, М, кг, приспалюванні одиниці (1 кг) палива за формулою:
(8.4)
де 
– кількість спалюваного палива, кг;
– коефіцієнт, який враховує тип ДВЗ (приймається за табл. 8.9).
Таблиця 8.7 – Вплив середнього віку парку і рівня технічного стану на викид шкідливих речовин
| Група автомобілів | Викид оксидів вуглецю | Викид вуглеводнів | Викид оксидів азоту | |||
| К1 | К2 | К1 | К2 | К1 | К2 | |
| Вантажні та спеціальні з бензиновими ДВЗ | 1,33 | 1,69 | 1,2 | 1,86 | 0,8 | |
| Вантажні і спеціальні дизельні | 1,33 | 1,80 | 1,2 | 2,0 | 1,0 | |
| Автобуси з бензиновими ДВЗ | 1,32 | 1,62 | 1,2 | 1,86 | 0,8 | |
| Автобуси дизельні | 1,27 | 1,80 | 1,17 | 2,0 | 0,85 | |
| Легкові службові і спеціальні | 1,28 | 1,63 | 1,17 | 1,83 | 0,85 | |
| Легкові індивідуального користування | 1,28 | 1,62 | 1,17 | 1,78 | 0,9 |
Таблиця 8.8 – Питомі викиди для різних груп автомобілів, г/км
| Група автомобілів | СО | СН | NO2 |
| Вантажні та спеціальні вантажні з бензиновими ДВЗ, які працюють на зрідженому нафтовому газі (пропан-бутан) | 55,3 | 12,0 | 6,8 |
| Вантажні та спеціальні вантажні дизельні | 15,0 | 6,4 | 7,5 |
| Вантажні та спеціальні вантажні, які працюють на стиснутому природному газі | 24,8 | 7,4 | 6,6 |
| Автобуси з бензиновими ДВЗ | 51,5 | 9,6 | 6,4 |
| Автобуси дизельні | 15,0 | 6,4 | 8,5 |
| Легкові службові та спеціальні | 16,5 | 1,6 | 2,1 |
| Легкові індивідуального користування | 16,1 | 1,6 | 2,1 |
Таблиця 8.9 – Значення коефіцієнтів для визначення кількості шкідливихречовин при спалюванні 1 кг палива
| Тип двигуна | Значення для
| ||
| СО | СН | NO2 | |
| Карбюраторний | 0,6 | 0,1 | 0,04 |
| Дизельний | 0,1 | 0,03 | 0,04 |
Для того, щоб визначити кількість шкідливих речовин, які виділяються автотранспортом, вводяться такі позначення:
–довжина заданої частини магістралі, м;
– число машин, які пройшли через контрольний пункт на цій частині магістралі в обидві сторони за 1 хв;
– середня швидкість автомобілів, км/год (м/с);
– середній інтервал часу між машинами, с;
– відстань між центрами машин, м;
– число машин, які знаходяться в даний момент на заданій частині магістралі;
– середня кількість палива, спалюваного однією машиною (приймається за табл. 8.10).
Визначимо число автомашин, які знаходятьсяна ділянці автомагістралі:
. (8.5)
Інтервал на довжині , м, між машинами знаходиться за формулою:
.(8.6)
Інтервал часу між машинами , с, визначається за формулою:
.(8.7)
Підставивши рівняння (8.6) і (8.7) у рівняння (8.5), одержимо:
. (8.8)
Витрати палива 
, кг/с однією машиною за 1 с знаходимо за формулою:
, (8.9)
де 
– питома густина палива, кг/л (додаток Е).
Тоді витрати палива , г/с, всіма машинами, які знаходяться на ділянці довжиною l будуть:
. (8.10)
Таблиця 8.10 – Витрати палива автотранспортом на 100 км пробігу
| Група автомобілів | Витрати q на 100 км пробігу | ||
| бензин, л | дизпаливо, л | газ, м3 | |
| Вантажні та спеціальні з бензиновими ДВЗ | - | - | |
| Вантажні та спеціальні дизельні | - | - | |
| Вантажні та спеціальні вантажні, які працюють на стиснутому природному газі | - | ||
| Вантажні та спеціальні вантажні газобалонні | - | - | |
| Легкові службові та спеціальні | - | - |
Знаючи загальну кількість спалюваного всіма машинами палива на заданій ділянці автомагістралі, можна визначити сумарний викид шкідливих речовин за формулою (8.4).
Одержана при розрахунку кількість шкідливих речовин, які викидаються автомобільним транспортом, порівнюється з гранично допустимим викидом для даного міста (району). При необхідності зменшення викидів шкідливих речовин автотранспортом необхідно провести аналіз впливу окремих факторів і можливих заходів.
Суттєво впливає на викиди шкідливих речовин структура парку автомобілів. Тому з метою зменшення їх кількості можна передбачати зміну цієї структури (наприклад, більшу частку застосування дизельних і газобалонних автомобілів).
Зміна структури парку автомобілів за вантажопідйомністю також сприяє зменшенню викидів шкідливих речовин, особливо в районах інтенсивного забруднення атмосферного повітря.
Приклад 8.1.Розрахувати очікувану загальну кількість викидів шкідливих речовин рухомим транспортом автопідприємства №... на плановий рік.
Склад автомобільного транспорту, очікуваний пробіг автомобілів кожної групи і коефіцієнти впливу технічного стану та середнього віку автомобілів наведені в табл. 8.11.
Розв'язування
1. Розраховуємо кількість викидів шкідливих речовин за формулою (8.3):
;
2. Розрахункові дані викидів різних шкідливих речовин окремими групами автомобілів, а також загальні викиди зводимо в табл. 8.11.
Приклад 8.2.На ділянці автомагістралі з дворядним рухом в кожну сторону, яка довжиною 
м прилягає до житлового району, рухається автотранспорт. Середня кількість спеціальних вантажних автомобілів з карбюраторними ДВЗ, які проходять в обидві сторони, 
хв-1 і, з дизельними ДВЗ, 
хв-1.
Визначити кількість шкідливих речовин, які виділяються на даній ділянці автомагістралі.
Розв'язування
1. За формулою (8.10) знаходимо кількість палива, яке спалюється автомобілями на автомагістралі довжиною м:
;
,
де – питомі витрати палива автомобілями, кг/100 км пробігу (табл. 8.10);
– густина палива, кг/л (додаток Ж).
2. Знаходимо кількість шкідливих речовин, які виділяються авто-мобілями з карбюраторними двигунами, за формулою (8.4):
Всього 
3. Знаходимо кількість шкідливих речовин, які виділяються авто-мобілями з дизельними двигунами:
Всього 
(г/с).
4. Загальна кількість шкідливих речовин, які виділяються всіма авто-мобілями на автомагістралі довжиною м, буде
Таблиця 8.11 – Маса очікуваних шкідливих речовин рухомим транспортом автопідприємства (до прикладу 8.1)
| Група автомобілів | Кількість, шт. | Пробіг, млн. км/рік | Окис вуглецю | |||||||||||
| Питомі викиди на 1 км пробігу, г/км | Коефіцієнти впливу | Річний викид, т/рік | ||||||||||||
| середнього віку парку | рівня технічного стану парку | |||||||||||||
| Вантажні та спеціальні з бензиновими ДВЗ | 6,777 | 55,3 | 1,33 | 1,65 | 822,429 | |||||||||
| Вантажні та спецвантажні дизельні, які працюють на стиснутому природному газі | 3,549 | 15,0 | 1,33 | 1,8 | 127,445 | |||||||||
| Вантажні та спеціальні вантажні газобалонні | 7,442 | 24,8 | 1,33 | 1,33 | 441,84 | |||||||||
| Легкові службові та спеціальні | 1,176 | 16,5 | 1,28 | 1,51 | 37,504 | |||||||||
| Всього окремих викидів: 1429,218 | ||||||||||||||
| Вуглеводні | Окисли азоту | |||||||||||||
| Питомі викиди на 1 км пробігу, г/км | Коефіцієнт впливу | Коефіцієнт впливу | Річний викид, т/рік | |||||||||||
| середнього віку парку | рівня технічного стану парку | Річний викид, т/рік | Питомі викиди на 1 км пробігу, г/км | середнього віку парку | рівня технічного стану парку | |||||||||
| 12,0 | 1,2 | 1,55 | 151,263 | 7,2 | 1,0 | 0,85 | 41,475 | |||||||
| 7,4 | 1,2 | 1,5 | 47,273 | 7,5 | 1,0 | 0,9 | 23,956 | |||||||
| 8,7 | 1,2 | 1,5 | 116,542 | 6,6 | 1,0 | 0,9 | 44,205 | |||||||
| 1,6 | 1,17 | 1,55 | 3,412 | 2,1 | 1,0 | 0,9 | 2,223 | |||||||
318,49 111,859
Всього викидів: М = 1859,6 т/рік
Контрольні запитання
1. Наведіть класифікацію шкідливих речовин, які містяться у вихлопних газах автомобілів, та їх вплив на навколишнє природне середовище.
2. Опишіть шляхи підвищення економії палива автомобілями.
3. Охарактеризуйте види запалювання палива та їх вплив на процеси згорання.
4. Проаналізуйте заходи щодо зміни процесів подання палива в циліндри двигуна.
5. Розкрийте суть процесу дії рідинних нейтралізаторів.
6. Опишіть порядок нейтралізації відпрацьованих газів ДВЗ каталі-тичними нейтралізаторами.
7. Наведіть схему встановлення каталітичного нейтралізатора.
8. Розкажіть про особливості термічної нейтралізації відпрацьованих газів ДВЗ.
9. Проаналізуйте вплив на навколишнє середовище відпрацьованих газів карбюраторних і дизельних ДВЗ.
10. Охарактеризуйте альтернативні двигуни транспортних засобів.
11. Наведіть класифікацію нових (альтернативних) видів палива для двигунів транспортних засобів.
12. Поясніть особливості роботи автоматизованих систем управління міським транспортом.
Дата добавления: 2016-02-02; просмотров: 2835;