Задание:Розрахувати викиди окису вуглецю й окислів азоту двигунами повітряних судів.
Вказівки до розв’язання
Маса викидів шкідливих речовин у зоні аеропорту обчислюється для режимів злітно–посадочного циклу (ЗПЦ). Характеристики режимів і їхня тривалість наведені в табл. 1.1.
Розрахунок маси річних викидів СО і NOх, здійснюється за відповідними формулами:
де М1Н та М2Н – маси шкідливих речовин відповідно СО і NOх, що викидаються при наземних операціях (запуску, холостому ході й рулюванні перед зльотом і після посадки – режими 1, 5); М1ЗП, і М2ЗП – маси шкідливих речовин відповідно СО і NOx, що викидаються при злітно–посадочних операціях (зліт, набір висоти до 1000 м, захід на посадку з висоти 1000 м – режими 2, 3, 4).
Тут К1, К2 – індекси емісії (кілограм шкідливої речовини на кілограм палива) відповідно СО і NOx при наземних операціях (табл. 1.2); СТпитМГ – питома витрата палива (кг/Н•г) при роботі двигуна на малому газу (табл. 2); RМГ – тяга двигуна на малому газі, RМГ = R • R0, де R0 – максимальна тяга двигуна Н; R – відносна тяга на конкретному режимі (табл. 1.1); ТМГ – річне напрацювання двигунів на малому газі (г/рік).
,
де tМГ – напрацювання у годинах двигуна на режимі малого газу за один ЗПЦ (режими 1,5 у табл. 1.1); N – річна кількість зльотів–посадок всіх повітряних судів даного типу в аеропорті; n – кількість двигунів на даному типі ПС.
Розрахунок маси М1ЗП і М2ЗП викидів відповідно СО і N0х при злітно–посадочних операціях (режими 2, 3, 4) здійснюється за формулами:
де W1З, W2З – масові швидкості емісії (кг/г) відповідно СО і NOх при зльоті ПC (табл. 1.3);W1НВ, W2НВ – те ж при наборі висоти до 1000 м; W1П, W2П – те ж при зниженні з висоти 1000 м; ТЗ, ТНВ, ТП – режимна переробка в годинах двигунів відповідно при зльоті, наборі висоти 1000 м і зниженні з висоти 1000 м (приймається за табл. 1.1).
Таблиця 1.1
Типовий ВПЦ режимів роботи авіадвигунів
Номер режиму Характеристики режимів Відносна тяга Тривалість режиму t , хв.
1
Запуск, холостий хід перед зльотом (режим малого газу) 0,07 15,0
2 Зліт 1,0 0,7
3 Набір висоти 0,85 2,2
4 Захід на посадку
с висоти 1000 м 0,3 4,0
5 Рулювання після посадки (режим малого газу) 0,07 7,0
Таблиця 1.2
Індекси емісії СО і N0х при наземних операціях авіадвигунів різних типів, кг шкідливої речовини/кг палива
Номер варіанта Тип ПС Максимальна тяга двигуна, кН Тип авіадвигуна К-сть двигунів СТпитМГ
кг/Н•год СО NОх,
2 Як–42 65 Д–36 3 0,037 0,0193 0,0084
Таблиця 1.3
Масові швидкості емісії СО і NOX двигунів повітряних судів різних типів
Номер варіанта Тип ПС К-сть рейсів у рік Відносна тяга R відповідного режиму (2,3,4) Масові швидкості емісії, кг/год
СО NOх
1 46 20
2 Як–42 80 0,85 39,1 17
0,3 13,8 6
Виконати еколого–економічну оцінку збитку, заподіюваного річними викидами СО і NOх, отриманими в результаті розв’язання відповідного варіанта задачі 1.
Вказівки до розв’язання
Оцінка збитку У (грн./рік) для будь–якого джерела визначається за формулою:
де ? – константа, чисельне значення якої дорівнює 12 грн./ум. т, ? – показник відносної небезпеки забруднення атмосферного повітря (див. табл. 2.1); f – поправка, що враховує характер розсіювання домішок в атмосфері (безрозмірна); m – приведена маса річного викиду забруднень з джерела.
Значення ? визначається за табл. 2.1 після визначення зони активного забруднення (ЗАЗ).
Для джерел, устя яких розташовано на висоті h < 10 м, ЗАЗ являє собою коло радіусом 50 h із центром у точці розташування джерела; при h ? 10 м радіус ЗАЗ rзаз = 2 h, м; – безрозмірна поправка на підйом факелу викидів в атмосфері, що обчислюється за формулою:
де ?Т – середньорічне значення різниці температур в усті джерела й у навколишній атмосфері на рівні устя, °С.
Вихідні дані для розрахунку; h1 = 2 м (для режимів 1, 5 табл. 1.1); h2 = 50 м (для режимів 2, 3, 4 табл. 1.1); f = 10; ?Т = 5000C.
Значення приведеної маси m1 і m2 річних викидів відповідно СО і NOх визначається за формулами:
m1= А1М1
m2= А2М2
де А1 , А2 – показники відносної агресивності відповідно СО (А1 = l) і NOx (A2 = 41,1); М1, М2 – маси річних викидів СО і NOx із завдання № 1.
З урахуванням прийнятих значень ? і f оцінка збитку, заподіюваного річними викидами CO (З1) і NOx (З2), буде визначатися за допомогою виразів:
На підставі проведених розрахунків зробити висновки про відносний збиток, заподіюваному навколишньому середовищу шкідливими викидами різних класів небезпеки.
Таблиця 2.1
Значення показника ? відносної небезпеки забруднення атмосферного повітря над територіями різних типів
Тип забруднюваної території Значення ?
Території:
– курортів, санаторіїв, заповідників 10
– приміських зон відпочинку, садових і дачних
кооперативів і товариств
8
– промислових підприємств (включаючи захисні зони) і промвузлів 4
Лісу:
– 1–а група 0,2
– 2–а група 0,1
–3–я група 0,025
Ріллі:
– південні зони (південніше 50° с. ш.) 0,25
– центральний чорноземний район 0,2
– південний Сибір 0,15
– інші райони 0,1
Сади, виноградники 0,5
Пасовища, сінники 0,05