Расчет токсичных выбросов в атмосферу при эксплуатации автомобилей

РАСЧЕТ ТОКСИЧНЫХ ВЫБРОСОВ В АТМОСФЕРУ

ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ

Цель: расчётным методом оценить степень загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом, выбрать мероприятия по оптимизации экологической ситуации, сделать вывод о возможности строительства жилого комплекса на заданном расстоянии от кромки автомобильной дороги.

Задание. Оценить степень загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода, оксидами азота и углеводородами в солнечную и дождливую погоду на расстоянии от кромки автомобильной дороги l=70 (м), и выбрать мероприятия по оптимизации экологической ситуации.

Исходные данные для расчета: интенсивность движения Nа,=1500 авт./ч; средняя скорость потока движения V=70 км/ч; угол направления ветра к оси трассы 35 град; шифры типов автомобилей (1...6) соответствуют принятым в табл. 1. Скорость господствующего ветра vВ составляет 3 м/с. Сведения о фоновых концентрациях (мг/м3): FСО= 0,4; FNOx= 0,0005; FCxHy= 0,03.

Методика расчета

Основными токсичными компонентами отработавших газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автотранспорта являются оксиды углерода, азота и углеводороды. Методика расчета включает поэтапное определение эмиссии (выбросов) отработавших газов и концентрации загрязнения воздуха этими газами на различном удалении от дороги, а затем сравнение полученных данных с ПДК данных веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов. При расчете выбросов учитываются различные типы автотранспортных средств и конкретные дорожные условия.

1. Определение мощности эмиссии qj, (мг/м∙с) j-ого загрязняющего вещества на участке дороги:

где m - коэффициент, учитывающий дорожные и транспортные условия, принимается по рис.1 в зависимости от средней скорости транспортного потока; GiК - средний эксплуатационный расход топлива для данного типа карбюраторных автомобилей, принимается по табл.1, л/км; GiД - то же для дизельных автомобилей, л/км; NiК - интенсивность движения каждого выделенного типа карбюраторных автомобилей, авт./ч; NiД - то же дизельных автомобилей, авт./ч; KК и КД - коэффициенты, принимаемые для данного компонента загрязнения с карбюраторными и дизельными типами ДВС, соответственно, по табл. 2.

Рис. 1. – Зависимость поправочного коэффициента m от средней скорости потока автомобилей V.

Вводные данные Расчетные данные

тип автомобиля значение G N авт. Час Распредел. автом. по типам % СО СхНу NOx q СО q СхНу q NOx

Легковые автомобили карбюраторные 0,11 1500 30 0,6 0,12 0,06 66,744 13,3488 6,6744

Малые грузовые автомобили карбюраторные (до 5 тонн) 0,16 1500 10 0,6 0,12 0,06 22,248 4,4496 2,2248

Грузовые автомобили карбюраторные(5тонн и более) 0,33 1500 5 0,6 0,12 0,06 11,124 2,2248 1,1124

Грузовые автомобили дизельные 0,34 1500 15 0,14 0,037 0,015 7,7868 2,05794 0,8343

Автобусы карбюраторные 0,37 1500 20 0,6 0,12 0,06 44,496 8,8992 4,4496

Автобусы дизельные 0,28 1500 20 0,14 0,037 0,015 10,3824 2,74392 1,1124

сумма

m 1,2 карб 144,612 28,9224 14,4612 187,9956

дизель 18,1692 4,80186 1,9467 24,91776

сумма 162,7812 33,72426 16,4079 212,9134

212,9134

2. Определение концентрации Cj, (мг/м3) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на заданном удалении от дороги в различных климатических условиях:

где Сj - стандартное отклонение Гауссового рассеивания в вертикальном направлении (по табл. 3, ), м; vВ - скорость ветра, преобладающего в расчетный период 3 м/с; 85- угол, составляемый направлением ветра к