1.4. Загрязнение атмосферы выхлопными газами автомобилей

Автомагистрали с интенсивным движением являются наиболее значительным источником загрязнения атмосферы. Количество вредных веществ M, образующихся при сгорании единицы топлива может быть рассчитано по формуле [3]

M = k_в G,(14)

где M- количество выделяющихся вредных веществ, г/с; G- коли­чество расходуемого топлива, г/с; k_в- коэффициент, значения кото­рого приведены в табл.3.

Из данных табл.3 следует, что на единицу сжигаемого топлива дизельные двигатели выбрасывают меньше вредных веществ, чем бен­зиновые, но следует учитывать, что дизельные двигатели как прави­ло устанавливают на грузовых автомобилях, которые имеют большую мощность и затрачивают на единицу пути больше топлива. Кроме того, в выхлопных газах дизельных двигателей в больших количествах при­сутствует бенз(а)-пирен. Поэтому в некоторых районах крупных го­родов эксплуатация дизельного транспорта запрещена.

Таблица 3

Значения коэффициента k_вдля некоторых веществ

Наименование загряняющих веществ	k
	Тип двигателя
	Бензиновый	Дизельный
Оксид углерода СО Диоксид азота NO2 Соединения свинца	0,6 0,04 0,001	0,1 0,04 

Автомагистраль с интенсивным движением можно рассматривать как линейный стационарный наземный источник выделения вредных ве­ществ.

Среднее число машин N, находящихся на участке автомагистрали, интервал по расстоянию между машинамиlи интервал по временивыражаются формулами

N = l/l,(15)

l=v,(16)

= 60/n_a,(17)

где l- длина участка магистрали, м; n_a- число машин, прошедших через контрольный пункт на участке в обе стороны за 1 мин; v- средняя скорость автомобилей, м/с.

Подставляя (16) и (17) в (15), получаем

ln_a

N = ----- .

60v

Если принять, что в среднем легковые и грузовые автомобили тратят на 1 км пути количество топлива , то за одну секунду рас­ход топливаgодной машины составит

v

g = ------ ,

1000

а общий расход G всех машин на рассматриваемом участке

ln_a

G =------- . (18)

610⁴

С достаточной для практических расчетов точностью среднее значение может быть принято равным 100 г/км, тогда формула (18) принимает вид

ln_a

G =----- . (19)

600

Зная суммарный расход топлива G, г/с,можно по формуле (14) опре­делить суммарный выброс вредных веществ, используя данные табл.3.

Концентрация C вредного вещества в контрольной точке для на­земного линейного источника загрязнения рассчитывается по формуле [3]

С = C_усл(20)

где C_усл- условная концентрация вредного вещества;- функция, значение которой определяется взаимным расположением источника и точки, в которой оценивается загрязнение атмосферы.

Если участок магистрали проходит вдоль жилого массива по всей длине l, тоусловную концентрацию С_услможно определить как

M

C_усл =---------- , (21)

8lHu

где H- высота источника загрязнения над поверхностью земли;u- расчетная скорость ветра в направлении от магистрали к жилому массиву.

Значение определяется по графику рис.5 в зависимости от безразмерных параметров a и b, которые рассчитывают по формулам

a = ₁₂ , b=₃₄ . (22)

Значения ₁₄можно найти по номограммам на рис.6 по соот­ветствующим парам значений безразмерных координат  и, характе­ризующих смещение контрольной точки относительно центра источника загрязнений

2S_опx2y

₁= ---------- ; (23)₁=----- ; (24)

l l

S_опx Z

₂= --------- ; (25) ₂= --- ; (26)

H H

0,9S_опx y

₃= ------------- ; (27) ₃= --------- ; (28)

l/2 + H l/2 + H

0,9S_опx Z

₄= ------------ ; (29) ₄= ---- . (30)

2H 2H

В формулах (23)_(30) обозначены:

S_оп- опасное значение обобщенного коэффициента диффузии;x- расстояние от оси магистрали до контрольной точки в направлении, перпендикулярном оси;y- расстояние от центра участка магистра­ли до контрольной точки в направлении, параллельном ее оси.

На величину концентрации загрязнителей существенно влияют скорость ветра uв направлении жилого массива и обобщенный коэф­фициент диффузии S, определяющий распределение примесей вследс­твие турбулентости потока. При расчетах принимают u=0,5 м/с, что соответствует состоянию атмосферы, называемому штилем. Крайние значения коэффициента диффузии лежат в пределах0,05 0,5. На практике при расчетах принимают S_оп = 0,12.

Рис.5. Графики для определения функции .

Рис.6. Графики для определения .