Расчет масс выбросов загрязняющих веществ транспортным потоком в воздушный бассейн города

Практическое занятие № 4

Задание. Выполнить расчет масс выбросов (массового расхода) , г/с, загрязняющего вещества (ЗВ) (в соответствии с вариантом задания из табл.1) транспортным потоком, движущимся со средней скоростью v, м/с, на участке дорожной транспортной сети длиной L, числом полос движения z и углом между поверхностью дорожного полотна и горизонтальной плоскостью, град.

Таблица 1

Варианты задания

№ варианта	ЗВ	v, м/с	L, м	z, шт	g, град.
	СО	4,17	185,6
	NO x	4,5	135,7
	SO2		198,3
	C	5,2	115,9
	CO2	5,6	177,7
	SO2	6,4	129,1
	C n H m		132,9
	C20H12	7,25	144,8
	СО	7,5	187,4
	NO x	8,2	111,6
	SO2	8,3	155,8
	C	8,5	190,3
	CO2	8,75	165,8
	NO x		172,4
	C n H m	9,3	136,9
	C20H12	9,6	158,2
	СО		119,7
	NO x		181,1
	SO2		194,6
	C	12,6	139,6

 

1. Массовый расход, г/с, i -го ЗВ единичным автотранспортным средством (АТС) определяется по формуле

(1)

где – объемный расход отработавших газов (ОГ) двигателя единичного автомобиля, м³/с; – концентрация i -го вредного вещества в ОГ единичного автомобиля, г/м³; j – тип АТС (j ₁ – легковые, j ₂ – микроавтобусы, j ₃ – грузовые, j ₄ – автобусы); k – тип двигателя по виду используемого топлива (бензин, дизельное, газовое).

2. Экспериментальные исследования на математических моделях [1] позволили выявить зависимость объемного расхода ОГ от скорости транспортного потока в диапазоне от 4,17 м/с до 12,6 м/с

(2)

3. Зная среднюю скорость транспортного потока, можно с достаточной для оценочных расчетов точностью вычислить скорости автомобилей по назначению по формулам

(3)

(4)

(5)

где , , – скорости легковых АТС, микроавтобусов, грузовых АТС и автобусов соответственно.

4. При расчете массового расхода ОГ автомобильными двигателями эффективную мощность, крутящий момент на валу и коэффициент избытка воздуха удобно представлять в относительных единицах, т.е. от 0 до 1, и обозначать , и (величины безразмерны) соответственно [4]. Подобные действия с переменными позволяют сократить разброс крайних значений этих параметров и упростить определение масс выбросов ЗВ в атмосферном воздухе различными по типу двигателя и назначению автомобилями транспортного потока.

Эффективная мощность АТС с двигателями, работающими на дизельном топливе и бензине определяется из уравнения [2]

(6)

где – произведение, представляющее собой эффективную мощность двигателя ( – номинальная мощность двигателя, Вт), Вт; – коэффициент обтекаемости; – плотность воздуха, = 1,293 кг/м³; – площадь лобовой поверхности автомобиля, м²; m – масса автомобиля, кг; g – ускорение свободного падения, м/с²; f – коэффициент сопротивления качению, принимаем f = 0,02; – коэффициент учета вращающихся масс; a – ускорение автомобиля, м/с; – механический КПД трансмиссии;

Знак минус в уравнении (6) перед и ставят соответственно при движении под уклон и при отрицательном значении ускорения поступательного движения (движение с замедлением).

Средние значения номинальной мощности двигателей, коэффициента обтекаемости, площади лобовой поверхности и массы автомобилей по назначению и виду используемого топлива представлены в табл. 2 – 4.

Таблица 2