З відпрацьованими газами ДВЗ

 

Концентрації компонентів, що входять у ВГ змінюються в широких межах і залежать від типу двигуна, виду споживаного палива, режимів його роботи, складу паливоповітряної суміші і т.і. Вимірювання концентрації ШР здійснюють у різний спосіб, залежно від застосованого методу. Тобто виміри здійснюють в сухих, вологих і розбавлених ВГ.

Проте концентрації ШР у ВГ не характеризують повністю шкідливий вплив транспортного засобу на довкілля, тому що кількість ШР, що надходить в атмосферу з ВГ залежить не лише від їх концентрації, а і від кількості продуктів згоряння,що утворюються в циліндрах двигуна – тобто кількості ВГ. Кількість шкідливих речовин, що викидаються з ВГ двигуна, визначають їх масою, розрахунок якої здійснюють за різними методиками. При виборі методики для розрахунку перевагу віддають тій, де потребується менше вхідних даних.

Залежно від наявності обладнання кількість ВГ вимірюють спеціальними витратомірами або розраховують кількість сухих і вологих продуктів згорання за виміряними витратами повітря і палива.

Під час проведення лабораторних робіт застосовували газоаналізатори, в яких концентрацій оксиду вуглецю і вуглеводнів вимірювали методом інфрачервоної спектроскопії – у сухих продуктах згорання; оксиди азоту методом хімічної люмінесценсії, а димність відпрацьованих газів методом просвічування (турбодиметричним) – у вологих.

На практичних заняттях необхідно розрахувати масові викиди ШР за протоколами характеристик токсичності ДВЗ, отриманими під час лабораторних робіт. Результати розрахунків записують у протокол (додаток В), за якими будують графічні залежності зміни масових викидів окремих компонентів ВГ та сумарної зведеної токсичності ДВЗ від складу паливоповітряної суміші.

Розрахунок кількості сухих і вологих продуктів згорання здійснюють за даними випробувань записаними в протоколах – годинними виратами палива і повітря:

 

кмоль/год,

де G_пов – годинна витрата повітря, кг/год ;

G_п – годинна витрата палива, кг/год;

а і b – розраховані коефіцієнти, що залежать від складу паливоповітряної суміші (α) та виду палива.

 

Таблиця 5

Значення розрахованих коефіцієнтів а і b

Вид палива	Для сухих	Для вологих
α ≤ 1	α > 1	α ≤ 1	а > 1
а	b	а	b	а	b	а	b
Бензин	0,02259	6,104	0,03425	-1,0696	0,027	5,31	0,03425	1,058
Дизельне паливо			0,03425	-0,918			0,03425	0,924
Стиснутий природний газ (метан СН4)	0,02137	7,0785	0,034215	-1,9567	0,02703	6,9367	0,03421	1,8269
Пропан автомобільний (С3Н8)	0,02244	6,2746	0,03423	-1,3278	0,02704	5,882	0,03423	1,3272
Етиловий спирт (с2н5он)	0,02193	4,090	0,034216	-0,6313	0,02703	4,0141	0,03422	1,268
Метанол (сн3он)	0,02163	3,0684	0,03420	-0,4555	0,02702	3,4696	0,03420	1,3719

 

Для визначення масових викидів частинок (сажі), необхідно визначати ще об'єм ВГ, приведений до нормальних умов:

 

м3/год.

де р_н, Т_н – тиск і абсолютна температура за нормальних умов:

р_н = 1,013∙10⁵ Па, Т_н= 273,15 К.

 

Залежно від того, в яких одиницях виміряно концентрацію і-ї ШР, її масові викиди розраховують за залежностями:

– якщо в об'ємних процентах (%):

кг/год;

 

– якщо в об'ємних частинках на мільйон (млн^-1):

кг/год.

 

– якщо в масових одиницях (г/м³)

 

де С_i″, С_i′, С_і – концентрації шкідливих речовин;

μ_і – молекулярна маса і-ї шкідливої речовини, кг/кмоль (μ_СО = 28 кг/кмоль, μ_С6Н14 = 86 кг/кмоль, μ_СО2 = 44 кг/кмоль, μ_NО2 = 46 кг/кмоль);

М_вг — кількість молів ВГ за годину.

 

Звернути увагу на те, що концентрації вуглеводнів виміряні приладами селективного поглинання інфрачервоного випромінювання є концентраціями однієї вуглеводневої сполуки (переважно гексану). Тому щоб отримати концентрацію сумарних вуглеводнів, що містяться у ВГ необхідно ці значення збільшити у 2,5 рази.

За масовими викидами окремих компонентів ВГ розраховують сумарні масові викиди шкідливих речовин.

 

ум. кг/год.

 

Кожній шкідливій речовині, за ступенем впливу на організм людини, властива певна агресивність, яку враховують коефіцієнтом відносної агресивності R_i (за одиницю відносної агресивності прийнята агресивність оксиду вуглецю СО). Значення коефіцієнтів відносної агресивності R_i для основних шкідливих речовин, що містяться у ВГ наведено в табл. 6.

 

Таблиця 6

Значення коефіцієнтів відносної агресивності R_i основних шкідливих речовин,

які містяться у ВГ автомобілів

Шкідлива речовина	Ri
Оксид вуглецю, СО	1,0
Сірчистий ангідрид, SO2	22,0
Оксиди азоту в перерахунку за масою на NO2	41,1
Леткі низькомолекулярні вуглеводні (пара рідких палив за вуглецем)	3,16
3,4 бенз(α)пірен
Формальдегід
Акролеїн
Ацетальдегід	41,6
Неорганічні сполуки свинцю (за Рb )
Тверді частинки у ВГ дизелів