Аналіз ефективності способу прискореного виміру питомих викидів твердих частинок від тепловозів. Методика проведення досліджень, спрямованих на уточнення комплексної математичної моделі процесу контролю викидів забруднювальних речовин від тепловозів.
Аннотация к работе
СХІДНОУКРАЇНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені Володимира Даля УДОСКОНАЛЕННЯ СПОСОБУ КОНТРОЛЮ ВИКИДІВ ТВЕРДИХ ЧАСТИНОК ВІД ТЕПЛОВОЗІВНа сучасному етапі в залізничному транспорті вводиться новий нормуємий екологічний показник - питомий викид твердих частинок (ТЧ) від тепловозу, який позначається у нормативних документах, як показник РТ (від англ. Разом з іншими показниками токсичності відпрацьованих газів (ВГ) - питомими викидами газоподібних забруднюючих речовин (оксидів азоту, монооксиду вуглецю та вуглеводнів), що мають позначення GASX, показник РТ починає вимірюватись в ході екологічних випробувань тепловозів (ЕВТ). Контроль викидів ТЧ від тепловозів сьогодні проводиться зі швидкістю виміру показника РТ, суттєво меншою, ніж швидкість вимірювань показників GASX. Розрахункові дослідження показують, що зі зменшенням рівнів викидів ТЧ від тепловозів на кожні 10 % (порівняно з рівнями викидів ТЧ, які існують сьогодні) зростають приблизно в рівній мірі витрати часу та палива на проведення ЕВТ: сертифікаційних - на 5…8%; дослідницьких - на 10…12%. Так, при розробленні норм на питомі викиди ТЧ від тепловозів, які експлуатуються в Україні, для кожної серії тепловозів має бути проведено оцінку фактичного рівня викидів ТЧ, яка передбачає проведення найбільш трудомістких і вартісних екологічних випробувань - дослідницьких.Технологія вимірювань показника РТ має ряд особливостей: - виникнення методичної погрішності вимірювань показника РТ - ?PTMETH унаслідок впливу на вимірюване значення показника РТ умов розбавлення ВГ повітрям в тунелі, які визначаються значеннями двох параметрів: температури розбавляючого повітря - tdil (може змінюватись в діапазоні 20 … 30 ?С - припустимі значення) та максимальної температури проби розбавлених ВГ перед фільтрами - tf(max) (може змінюватись в діапазоні 48 … 52 ?С - значення, які реально використовуються) [4,7,12]; погрішність ?PTMETH визначається, як відносне відхилення питомого викиду ТЧ, який був виміряний при фактичних значеннях температур tdil і tf(max), від питомого викиду ТЧ, який був виміряний при оптимальних значеннях вказаних температур - tdilopt = 25 °С та tf(max)opt = 50 °С; непряме обмеження тривалостей відбору проб ТЧ величинами Mf(min) та Mfi(min), а також швидкістю фільтрації проби розбавлених ВГ - vf, яка може знаходитись в діапазоні 35 … 80 см/с; невисокі швидкості фільтрації проби - 45 … 60 см/с та підвищені значення мас навішень ТЧ - Mf = Mfi = 3 мг, якими характеризується спосіб виміру показника РТ, що використовується сьогодні, є причиною низької швидкості вимірювань даної величини, а, в наслідок цього, й причиною зростання витрат часу та ресурсів на проведення ЕВТ [6]; вплив на трудомісткість та вартість ЕВТ такого фактору, як зменшення рівнів викидів ТЧ унаслідок підвищення жорсткості норм на екологічні показники локомотивів: зі зменшенням рівнів викидів ТЧ зростають тривалості відбору проб ТЧ, що приводить до збільшення витрат часу і ресурсів на проведення випробувань; врахування впливу указаного фактору на ефективність ЕВТ зручно проводити за допомогою відносної величини , яка визначається, як відношення початкового питомого викиду ТЧ, що відповідає моменту введення норм на показник РТ, до фактичного питомого викиду ТЧ, що відповідає моменту проведення випробувань. Дана модель представляє собою систему двох рівнянь: , де i - індекс режима випробувань; Gedf - масова витрата розбавлених ВГ (кг/год) в еталонній (повнопоточній) системі контролю викидів ТЧ від тепловозів, яка характеризується діаметром та довжиною трубопроводу розбавлення ВГ - 1,2 м і 12 м, відповідно; Gexhi - масова витрата ВГ, кг/год; ttib - середньомасова температура потоку розбавлених ВГ в початковому перетині трубопроводу розбавлення ВГ еталонної системи, °С; ?tw(t-sam)i - величина зменшення температури розбавлених ВГ внаслідок теплопередачі через стінки трубопроводів тунелю та лінії відбору проб (визначається шляхом сумісного вирішення рівнянь теплового балансу та теплопередачі, які описують процеси теплообміну з навколишнім середовищем потоків розбавлених ВГ, що протікають в указаних трубопроводах), °С; ?tauxsami - величина зменшення температури розбавлених ВГ, що протікають в лінії відбору проб, внаслідок теплових втрат на допоміжних елементах даного трубопроводу: фланцях, трійниках, шарових кранах та ін.