Книга - Охрана окружающей среды - Белов (1991) (994567), страница 7
Текст из файла (страница 7)
У двигателя, работающего на бензине, при неустановившихся режимах (разгон, торможение) нарушаются процессы смесеобразования, что способствует повышенному выделению токсичных продуктов. На рнс. 4, а приведена зависимость состава Сб,гб,,ж ,Нв,бах% 44 бг бб йб б,б 0,4 ау 00 Дб 7,0 70 гугб д й 70 70 б б г 0 бб бб 07 440 (70 ~,Н б,бб б Рис. 4. Зависимость состава отработаввзих газов ДНС на бензине (а) и дизельном тонливе (б) от козффвцнента избытка воз- духа отработавших газов ДВС от коэффициента избытка воздуха. Переобогащение горючей смеси до коэффициента избытка воздуха а=0,6 — 0,95 на режиме раз~она ведет к увеличению выброса несгоревшего топлива и продуктов его неполного сгорания.
В дизельных двигателях с уменьшением нагрузки состав горючей смеси обедняется, поэтому содержание токсичных компонентов в отработавших газах прн малой нагрузке уменьшается (рис. 4, б). Содержание СО и С Н возрастает при работе на режиме максимальной нагрузки. Количество вредных веществ, поступающих в атмосферу в составе отработавших газов, зависит от общего технического состояния автомобилей и особенно от двигателя — источника наибольшего загрязнения. Так, при нарушении регулировки карбюратора выбросы СО увеличиваются в 4 — 5 раз. Применение этилированного бензина, имеющего в своем составе соединения свинца, вызывает загрязнение атмосферного воздуха весьма токсичными соединениями свинца.
Около 70е/о свинца, добавленного к бензину с этиловой жидкостью, попадает в виде соединений в атмосферу с отработавшими газамн, из них 30% оседает на земле сразу за срезом выпускной трубы автомобиля, 40о7а остается в атмосфере. Один грузовой автомобиль средней грузоподъемности выделяет 2,5 — 3 кг свинца в год. Кон- 30 Автомобнли: !960 г 1970 г. 1980 г, грузовые........ 9,05 18,99 30,63 легковые........
0,82 1,3 4,23 автобусы........ 0,65 2! 4,!6 Всего: 10,52 22,39 39,02 Мировым парком автомобилей с ДВС ежегодно в атмосферу выбрасывается, млн, т: оксида углерода — 2б0; летучих углеводородов — 40; оксидов азота — 20. Доля участия автомобильного транспорта в загрязнении атмосферного воздуха крупных городов мира составляет, Онснд углерода Оигиды азота у леводороды Москва........., 96,3 32,6 64,4 Ленинград........ 88,! 31,7 79 Токио . .
. ....... 99 33 95 Нвюгйорк........ 97 31 63 В некоторых городах концентрация СО в течение коротких периодов достигает 200 мг/мз и более, при нормативных значениях максимально разовых концентраций 40 мг/м' (США) н 5 мг/ма (СССР). Выхлопные газы ГТДУ содержат такие токсичные компоненты, как СО, ХО„углеводороды, сажу, альдегиды и др. Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на самолетах «Боинг-747», показали, что содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя (табл.
13). Таблица !3 Содержание, аунг товлиеа Число оборотов двигателя ыо„ с„н„ со 0,56 ла„,„ 0,83 ла, ! 0,90 л„,„ 87,9 2,3 0,7 1,5 4,4 9,8 0,3 ла „ — номинальное чиьло оборотов двигатели. 31 центрация свинца в воздухе зависит от содержания свинца в бензине: годердганне свинца в беизаис, г/л....... 0,15 0,20 0,25 0,50 кониеитраини сви!ыа в воздухе мкг!ма.... 0,40 0,50 0,55 1,00 Исключить поступление высокотоксичных соединений свинца в атмосферу можно заменой этилированногобензинананезтилированный, что используют в крупных городах СССР и ряде стран Западной Европы (ФРГ, Швеция и др,)„ Валовые выбросы вредных веществ автомобильным транспортом СССР составляют, млн.
т/год: Как следует из табл. 13, высокие концентрации СО н С„Н характерны для ГТДУ на пониженных режимах (холостой ход„ руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота МО„(1чО, Р(От, Р(тОа) существенно возрастает при работе на режимах, близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим).
Суммарный выброс токсичных веществ в атмосферу самолетами с ГТДУ непрерывно растет, что обусловлено повышением расходов топлива до 20 — 30 тггч и неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов (данные США). 1вта г. 5629 !ввв г. 6028 ыво г. 672! Самолеты, шт. Суммарное топлива, млн. т в год Выбросы ЫО, млн. т в год . 142 0,682 45,5 0,281 97 0,548 32 Выброс оксидов азота зависит от вида и сорта сжигаемого горючего, качества и способа его подачи, состава топлива в камере сгорания и т.
д., а также от тонкости распыления горючего форсуночным устройством и от суммарного коэффициента избытка воздуха а на выходе из камеры сгорания. Уменьшение диаметра капель и рост а сопровождается снижением содержания оксидов азота в единице массы выхлопных газов.
Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГТДУ оказывают в аэропортах н зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные по выбросам вредных веществ в аэропортах показывают, что поступления от ГТДУ в приземный слой атмосферы составляют, о7в: оксиды углерода — 55, оксиды азота — 77, углеводороды — 93 и аэрозоль — 97. Остальные выбросы выделяют наземные транспортные средства с ДВС. Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходят главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испыниях в процессе их производства нли после ремонта; при хранении и транспортировке топлива, а также прн заправке топливом летательных аппаратов.
Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросами продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из О, г~О„ОН н др. Состав продуктов сгорания при работе таких двигателей определяется коэффициентом соотношения компонентов топлива, температурой сгорания, процессами днссоцнацнн и рекомбинации молекул. Количество продуктов сгорания зависит от мощности (тяги) двигательных установок. Ирн сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются НтО, СОт, НС1, СО, 140, С1, а также твердые частицы А!тОа со средним размером О,1 мкм (иногда до 10 мкм). В двигателях космического корабля «Шаттл» сжигается как зкидкое, так и твердое топливо.
Продукты сгорания топлива по мере удаления корабля от Земли проникают в различные слои атмосферы (табл. 14), но большей частью в тропосферу. В условиях запуска у пусковой системы образуется облако продуктов сгорания, водяного пара от системы шумоглушения, песка н пыли. Объем продуктов сгорания можно определить по времени (обычно 20 с) работы установки на стартовой площадке Таблица 14 Продукты сгорания, кг Высо~а км Атмосфериый слой Ыго мо со со, !оар! Д1 Оа нс! с! 2741 131 55 075 0 — 0,5 39 284 Ириземный по граничный слой Тропосфера Стратосферы Нижняя мсзосфера Мезосфера-тер- мосфера 46 674 1697 24 666 152 677 146 393 15 542 26 385 110 304 О 839 1?2 570 2189 147 684 0 0 9657 11 727 0 4618 293 0 78 5!7 69 732 0 0,5 — 13 13 — 50 50 — 67 119 045 0 О и в приземном слое.
После запуска высокотемпературное облако поднимается на высоту до 3 км и перемещается под действием ветра на расстояние 30 — 60 км, оно может рассеяться, но может стать и причиной кислотных дождей. Прн старте и возвращении на Землю ракетные двигатели неблагоприятно воздействуют не только на прнземный слой атмосферы, но н на космическое пространство, разрушая озоновый слой Земли. Масштабы разрушения озонового слоя определяются числом запусков ракетных систем и интенсивностью полетов сверхзвуковых самолетов. За последние 30 лет в СССР произведено свыше 1300 заг!усков ракет-носителей. По прогнозам фирмы Аегобрасе в ХХ1 в.
для транспортировки грузов на орбиту будет осуществляться до 10 запусков ракет в сутки, при этом выброс продуктов сгорания каждой ракеты будет превышать 1,5 т/с. В связи с развитием авиации и ракетной техники, а также интенсивным использованием авиационных и ракетных двигателей в других отраслях народного хозяйства существенно возрос их общий выброс вредных примесей в атмосферу. Однако на долю этих двигателей приходится пока не более 5а)а токсичных веществ, поступающих в атмосферу от транспортных средств всех типов. Согласно ГОСТ 17.2.1.01 — 76 выбросы в атмосферу классифицируют: 1) по агрегатному состоянию вредных веществ в выбросах, это — газообразные и парообразные (50з, СО, 1чОл, углеводороды и др.); жидкие (кислоты, щелочи, органические соединения, растворы солей и жидких металлов); твердые (сви- 2 — 521 33 нец и его соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др ); 2) по массовому выбросу, выделяя шесть групп, т~сут: !в менее 0,01 вкл.; 2 — св, 0,01 до 0,1 вкл.; 3 — св.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
