Расчет загрязнения атмосферы выхлопными газами автомобилей
Задание. Необходимо оценить ущерб здоровью людей в жилом массиве, примыкающем к автомагистрали. Взаимное расположение автомагистрали и жилого массива схематично показано на рисунке 1.
Рисунок 1 – Взаимное расположение автомагистрали и населенного пункта
Исходные данные:
а) длина участка автомагистрали l, м;
б) среднее число автомашин, проходящих в обоих направлениях за минуту nк.п, 1/мин;
в) доля автомобилей с бензиновыми двигателями в общем числе nк.п k, %;
г) координаты ∆x, м, ∆y, м, и z, м контрольной точки относительно середины участка автомагистрали. Высота источника загрязнения H (расположение выхлопных труб автомобилей над полотном дороги) принимается равной 0,5 м. Расчет ведется для наиболее неблагоприятного направления ветра – от источника загрязнения в сторону жилого массива.
№ варианта Длина участка дороги
l, м Среднее число машин в обоих направлениях
nк.п., 1/мин Доля
машин с бензиновыми двигателями k, % Координаты контрольной точки, м
∆x ∆у z
5 1000 60 50 50 0 5
Таблица 1 – Исходные данные для расчета загрязнения атмосферы автомобильными выбросами
Решение
1. Рассчитаем количество топлива, сжигаемого всеми автомашинами в единицу времени:
G=l∙nк.п.600=1000∙60600=100 г/с (1)
По формуле (2) с учетом данных таблицы 2 найдем секундные выбросы CO, NO2 и соединений свинца. При расчетах количество автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями примем с учетом параметров nк.п и k, приведенных в исходных данных. Результаты расчетов сведем в таблицу 3.
M=kG (2)
Загрязняющее вещество Коэффициент k для типа двигателя
бензинового дизельного
Оксид углерода СО 0,6 0,1
Диоксид азота NO2 0,04 0,04
Соединения свинца 0,001 -
Таблица 2 – Значения коэффициента k для некоторых веществ
Вид двигателя Число автомашин, проходящих в единицу времени, nк.п., 1/мин Расход топлива G, г/с Количество выбрасываемых вредных веществ M, г/с
СО NO2 Pb
Бензиновый nк.п=60∙0,5=30
G=100∙0,5=50
30 2 0,05
Дизельный nк.п=60-30=30
G=100-50=50
5 2 -
Сумма 60 100 35 4 0,05
Таблица 3 – Результаты расчета выброса вредных веществ автотранспортом
2
. Для каждого вредного вещества по формуле (3) найдем условную концентрацию Сусл. Результаты занесем в таблицу 4. Расчетная скорость воздуха – u = 0,5 м/с.
Cусл=M8lHu (3)
Показатель Загрязняющее вещество
СО
(ПДК=
3 мг/м3) NO2
(ПДК=
0,04 мг/м3) Pb
(ПДК=
0,0003 мг/м3)
Суммарное количество выбрасываемого вещества М, г/с 35 4 0,05
Условная концентрация Сусл, мг/м3 0,35 0,04 0,0005
Концентрация С, мг/м3 0,09 0,012 0,00015
Приведенная концентрация С/ПДК 0,03 0,3 0,5
Таблица 4 – Результаты расчета концентрации
3. По формулам (4)-(11) вычисляем безразмерные координаты μ1-μ4 и v1-v4, характеризующие смещение контрольной точки относительно центра источника загрязнения (принимают Sоп = 0,12).
μ1=2Sоп∆xl; 4 v1=2∆yl; (5)
μ2=2Sоп∆xH; 6 v2=ZH; (7)
μ3=0,9Sоп∆xl2+H; 8 v3=∆yl2+H; (9)
μ4=0,9Sоп∆x2H; 10 v4=Z2H; (11)
μ1=2∙0,12∙501000=0,012 v1=0;
μ2=2∙0,12∙500,5=24 v2=50,5=10
μ3=0,9∙0,12∙5010002+0,5=0,011 v3=0
μ4=0,9∙0,12∙502∙0,5=5,4 v4=52∙0,5=5
4
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
