8.7 Розрахунок викидів шкідливих речовин автомобільним транспортом

Автомобільні гази – це надзвичайно складна, недостатньо вивчена суміш токсичних компонентів, основні з яких наве­дені в табл. 8.4.

 

Для оцінювання забруднення атмосферного повітря викидами авто-транс­порту встановлені питомі значення газових викидів. Так, для однопо­верхових гаражів, де характерним є режим холостого ходу, величини викидів М, г, розраховуються за формулою:

,                                       (8.1)
де   g – питома кількість шкідливих речовин, віднесена до одного виїзду з приміщення і умовної потужності двигуна в одну кінську силу, тобто в г/к.с. на 1 виїзд (приймається за табл. 8.5);
N – потужність двигуна автомобіля, к.с;
К – число виїздів автомобілів з приміщення на протязі 1 години, виїзд/год.;
С – коефіцієнт для врахування інтенсивності руху автомобілів (прий-мається за табл. 8.6).

 

В багатоповерхових гаражах з виїздом автомобілів через нижче роз-ташовані поверхи (чи вище розташовані яруси в підземних гаражах) кількість шкідливих речовин М, г, які виділяються на кожному повер­сі (ярусі), визначається за формулою:

                                  (8.2)
де   К1 – кількість виїздів на протязі 1 год. для даного поверху (ярусу), виїзд/год;
n – число вище розташованих поверхів (нижче розташованих ярусів).

 

Таблиця 8.5 – Питомі величини шкідливих речовин, які виділяються при одному виїзді автомобіля з приміщення г / (к.с. виїзд) [47]

Назва приміщень	Легкові автомобілі		Вантажні автомобілі та автобуси
	Оксид вуглецю	Оксид азоту	Оксид вуглецю	Оксид азоту
Зберігання автомобілів	1,2	0,02	1,7/0,5	0,03/0,2
Пост технічного обслуговування і поточного ремонту автомобілів	0,8	0,016	1,0/0,4	0,024/0,16
Пост миття автомобілів	0,27	0,006	0,3/0,12	0,01/0,07

 

Примітка. В чисельнику наведені питомі величини шкідливих речовин для автомобілів і автобусів з карбюраторними двигунами, а в знаменнику – з дизельними двигунами.

 

Таблиця 8.6 – Коефіцієнт С для врахування інтенсивності руху автомобілів

Назва приміщень	Число виїздів на протязі 1 години	Коефіцієнт С
Пост технічного обслуговування і ремонту автомобілів	1 2 3 4 > 4	0,5 0,6 0,7 0,8 1
Поточні лінії обслуговування автомобілів з переміщенням на конвеєрі	На все число виїздів	0,3
Зберігання автомобілів	Те ж	1

 

При змішаному парку карбюраторних і дизельних автомобілів кіль­кість однойменних шкідливих речовин підсумовують.

 

В методичних вказівках для розрахунку викидів шкідливих речовин автомобільним транспортом при його русі основою є середній питомий викид  автомобілями окремих груп (вантажні, автобуси, легкові). При цьому викид шкідливих речовин корегується  залежно від технічно­го стану автомобілів, їх середнього віку, впливу природно-кліматичних умов на кількість викидів. Коефіцієнт впливу природно-кліматич­них умов приймається рівним 1 (в подальшому підлягає уточненню).

Для автомобілів парку певного міста (району) маса викинутої за розрахунковий період шкідливої j-ої речовини Mj, г, при наявності в групі автомобілів з різними типами ДВЗ (бензиновими, ди­зельними, газовими тощо) визначається за формулою;

,                                        (8.3)
де      і – число груп автомобілів;
mjik – питомий викид j-ої шкідливої речовини автомобілем і-ої групи двигуном  K-го типу за розрахунковий період (включає в себе пробіговий викид з урахуванням картерних викидів і випаровувань палива), г/км; zik – пробіг автомобілів i-ої групи з двигуном К-го типу за розрахунковий період, млн. км; K1·K2 – добуток коефіцієнтів впливу технічного стану і середнього віку автомобілів на викид j-ої шкідливої речовини автомо­білем i-ої групи з двигуном К-го типу в даному місті (табл. 8.7).

Питомі викиди mjik, г/км, оксиду вуглецю, вуглеводнів, окси­дів азоту для всіх груп автомобілів  залежно від розрахункового року прийняті постійними і наведені в табл. 8.8.

 

Таблиця 8.7 – Вплив середнього віку парку і рівня технічного стану на викид шкідливих речовин

 

Для вантажних спеціальних автомашин, які працюють без значного переміщення (автокрани, бульдозери тощо), кількість речовин, які вики-даються в атмосферу, повинна розраховуватися за умовним еквівалентним пробігом аналогічних автомобілів (бензинових чи дизельних) і питомими витратами палива на 1 км.

 

Таблиця 8.8 – Питомі викиди для різних груп автомобілів на, г/км

Група автомобілів	СО	СН	NO2
Вантажні та спеціальні вантажні з бензиновими ДВЗ, які працюють на зрідженому нафтовому газі (пропан-бутан)	55,3	12,0	6,8
Вантажні та спеціальні вантажні дизельні	15,0	6,4	7,5
Вантажні та спеціальні вантажні, які працюють на стиснутому природному газі	24,8	7,4	6,6
Автобуси з бензиновими ДВЗ	51,5	9,6	6,4
Автобуси дизельні	15,0	6,4	8,5
Легкові службові та спеціальні	16,5	1,6	2,1
Легкові індивідуального користування	16,1	1,6	2,1

 

Для автомагістралей з інтенсивним рухом, які є значним джерелом шкідливих викидів, головна геофізична обсервато­рія ім. А. І. Войєкова на основі експериментальних даних, одержаних при оцінюванні токсичності викидів автомобільних двигунів під час вип­робувальних їздових циклів рекомендує використовувати коефіцієнти, які дозволяють визначити кількість шкідливих речовин, М, кг, приспалюванні одиниці (1 кг) палива за формулою:

                                                                (8.4)
де        σ –  кількість спалюваного палива, кг;
К' –  коефіцієнт, який враховує тип ДВЗ (приймається за табл. 8.9).

Таблиця 8.9 – Значення коефіцієнтів К для визначення кількості шкідливихречовин при спалюванні 1 кг палива

Тип двигуна	Значення К для
	СО	СН	NO2
Карбюраторний	0,6	0,1	0,04
Дизельний	0,1	0,03	0,04

 

Для того, щоб визначити кількість шкідливих речовин, які виді­ляються автотранспортом, вводяться  такі позначення:
l–довжина заданої частини магістралі, м;
n – число машин, які пройшли через контрольний пункт на цій час­тині магістралі в обидві сторони за 1 хв;
V – середня швидкість автомобілів, км/год. (м/с);
Δτ – середній інтервал  часу між машинами, с;
Δl – відстань між центрами машин, м;
N – число машин, які знаходяться в даний момент на заданій частині магістралі;
q – середня кількість палива, спалюваного однією машиною (приймається за табл. 8.10).

 

Визначимо число автомашин, які знаходятьсяна ділянці автомагістралі:
                                                       (8.5)

 

Інтервал на довжині Δl, м, між машинами знаходиться за формулою:
                                                    (8.6)

 

Інтервал часу між машинами Δτ, с, визначається за формулою:
  Δτ = 60/n                                         (8.7)

 

Підставивши рівняння (8.6) і (8.7) у рівняння (8.5), одержимо:
                                               (8.8)

 

Витрати палива q', кг/с однією машиною за 1 с знаходимо за формулою:
,           (8.9)
де     ρ – питома густина палива, кг/л (додаток 6).

 

Тоді витрати палива σ, г/с, всіма машинами, які знаходяться на ділянці довжиною l будуть:
                                      (8.10)

 

Таблиця 8.10 – Витрати палива автотранспортом на 100 км пробігу

Група автомобілів	Витрати q на 100 км пробігу
	бензин, л	дизпаливо, л	газ, м3
Вантажні та спеціальні з бензиновими ДВЗ	27	-	-
Вантажні та спеціальні дизельні	-	33	-
Вантажні та спеціальні вантажні, які працюють на стиснутому природному газі	-	7	37
Вантажні та спеціальні вантажні газобалонні	-	-	31
Легкові службові та спеціальні	12	-	-

 

Знаючи загальну кількість спалюваного всіма машинами палива на заданій ділянці автомагістралі, можна визначити сумарний викид шкідливих речовин за формулою (8.4).

 

Одержана при розрахункові кількість шкідливих речовин, які викида­ються автомобільним транспортом, порівнюється з гранично допустимим викидом для даного міста (району). При необхідності зменшення вики­дів шкідливих речовин автотранспортом необхідно провести аналіз впливу окремих факторів і можливих заходів.

 

Суттєво впливає на викиди шкідливих речовин структура парку ав­томобілів. Тому з метою зменшення їх кількості можна передбачати зміну цієї структури (наприклад, більшу частку застосування дизельних і газобалонних автомобілів).  

 

Зміна структури парку автомобілів за вантажопідйомністю також сприяє зменшенню викидів шкідливих речовин, особливо в районах інтенсивного забруднення ат­мосферного повітря.

Приклад 8.1. Розрахувати очікувану загальну кількість викидів шкідливих речовин рухомим транспортом автопідприємства №...   на плановий рік.

Склад автомобільного транспорту, очікуваний пробіг автомобілів кожної групи і коефіцієнти впливу технічного стану та середнього віку автомобілів наведені в табл. 8.11.

Рішення:

1. Розраховуємо  кількість викидів  шкідливих  речовин  за    форму­-лою (8.3):
;

 

2. Розрахункові дані викидів різних шкідливих речовин окремими групами автомобілів а також загальні викиди зводимо в табл. 8.11.

Приклад  8.2. На ділянці автомагістралі з дворядним ру­хом в кожну сторону, яка  довжиною  l = 1000 м прилягає близько до житлового району, рухається автотранспорт. Середня кількість  спеціальних вантажних ав­то-мобілів з карбюраторними ДВЗ, які прохо­дять в обидві сторони, nk= 40 хв-1 і, з дизельними ДВЗ, nд = 30 хв-1.

Визначити кількість шкідливих речовин, які виділяються на даній ділянці автомагістралі.

Рішення.

 

1. За формулою (8.10) знаходимо кількість палива, яке спалюється автомобілями на автомагістралі довжиною  l = 1000 м:

 126 (кг/с);       
 (кг/с),      
де  q – питомі витрати палива автомобілями, кг/100 км пробігу (табл. 8.10);
      ρ –  густина палива, кг/л (додаток Ж).
2. Знаходимо кількість шкідливих речовин, які виділяються авто-мобілями з карбюраторними двигунами, за формулою (8.4):
 (г/с);
 (г/с);
 (г/с);
Всього

1. Знаходимо кількість шкідливих речовин, які виділяються авто-мобілями а дизельними двигунами:

 (г/с);
 (г/с);
 (г/с);
Всього (г/с).

 

4.Загальна кількість шкідливих речовин, які виділяються всіма авто-мобілями на автомагістралі довжиною l = 1000 м, буде
 (кг/год).

Вінниця ВНТУ 2010