CC BY
37
Мы задались целью создать систему, не требующую этих элементов. Сложение и управление потоками энергии происходит электромеханическим способом в самом ветрогенераторе, где есть дополнительная обмотка питающаяся от солнечных батарей. В результате сложения электромагнитных полей происходит сложение энергии двух источников [1,2]. В перспективе такая система должна существенно удешевиться.
Литература
1. Гайтов Б.Х. Нетрадиционные электромеханические преобразователи энергии в системе автономного электроснабжения. / Гайтова Т.Б, Кашин Я.М., Копелевич Л.Е., Самородов А.В. // Изв. вузов. Электромеханика. 2008. № 1. С. 21-28.
2. Зеленская Е.А. Ветро-солнечные генераторы для электроснабжения объектов нефтяной отрасли / Гайтов Б.Х., Копелевич Л.Е., Самородов А.В., Кашин Я.М, Ладенко Н.В // Газовая промышленность, 2014, №6/707. с. 114-117.
References
1. Gajtov B.H. Netradicionnye jelektromehanicheskie preobrazovateli jenergii v sisteme avtonomnogo jelektrosnabzhenija. / Gajtova T.B, Kashin Ja.M., Kopelevich L.E., Samorodov A.V. // Izv. vuzov. Jelektromehanika. 2008. № 1. S. 21-28.
2. Zelenskaja E.A. Vetro-solnechnye generatory dlja jelektrosnabzhenija ob#ektov neftjanoj otrasli / Gajtov B.H., Kopelevich L.E., Samorodov A.V., Kashin Ja.M, Ladenko N.V // Gazovaja promyshlennost', 2014, №6/707. s. 114-117.
Сулейманов ИФ.1, Сиппель ИЯ2, Маврин Г.В.3
'Ассистент, 2,3 кандидаты химических наук, ФГБОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГОРОДСКОЙ АТМОСФЕРЫ ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ АВТОМОБИЛЕЙ
Аннотация
В статье представлены результаты обследования интенсивности автотранспортных потоков на основных магистралях г. Набережные Челны и результаты расчетов выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта: оксида и диоксида азота, оксида углерода (II), диоксида серы, метана; представлены карты пространственного распределения.
Ключевые слова: отработавшие газы автомобилей, выбросы загрязняющих веществ, расчет рассеивания.
Suleymanov I. F.1, Sippel I J.2, Mavrin G.V3.
1 Assistant, 2,3 candidates of chemical Sciences, FSBEI HPE "Kazan (Volga region) Federal University THE STUDY OF THE POLLUTION OF THE URBAN ATMOSPHERE IN EXHAUST GASES OF CARS
Abstract
The article presents the results of a survey of the intensity of automobile traffic on the main highways, Naberezhnye Chelny and the results of calculations of pollutant emissions from road transport: oxide and nitrogen dioxide, carbon oxide (II), sulfur dioxide, methane; includes maps of the spatial distribution.
Keywords: the exhaust gases of the cars, pollutant emissions, dispersion modelling.
Загрязнение атмосферы городов отработавшими газами автомобильных двигателей является актуальной экологической проблемой, требующей неотложного решения. При сгорании автомобильных топлив в ДВС образуются сотни загрязняющих веществ, в числе которых идентифицированы канцерогены [1]. В крупных и средних городах России вклад загрязнений атмосферы транспортом, особенно автомобильным, неуклонно возрастает, что обусловлено в первую очередь увеличением численности автомобилей и объемом транспортных услуг. Набережные Челны, где проживает более полумиллиона человек, является крупнейшим городом Закамского региона Республики Татарстан и характеризуется высоким уровнем автомобилизации. В 2013 году в городе насчитывалось 155768 автотранспортных средств [2]; в сравнении к 2007 г. рост автопарка составил 53 % (рис. 1)
Рис. 1 - Динамика численности автотранспортных средств в г. Набережные Челны
На сегодняшний день в городе в основном сложилась прямоугольная сетка улиц. Наиболее интенсивное движение автотранспорта наблюдается на основных магистралях города, таких, как проспект Набережночелнинский, проспект Мусы Джалиля, проспект Мира, Автодорга №1, Сармановский тракт, проспект Хасана Туфана. проспект Вахитова, улица Академика Королева. Указанные магистральные улицы проходят через весь город и связывают общегородской центр с жилыми районами города и промышленной зоной, тем самым выполняя функции внутригородского распределения потоков массового пассажирского и грузового автотранспорта, обслуживания прилегающих районов и доставки жителей города на работу.
Для проведения расчета выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта были проведены натурные обследования транспортных потоков на основных автомагистралях и перекрестках города Набережные Челны. Анализ структуры и интенсивности движения автотранспорта по исследуемым городским автомагистралям показал, что основной вклад в суммарную интенсивность движения вносят легковые автомобили (85-95%), вклад грузового транспорта не превышает 2-3 %. Для автодорог, примыкающих к промышленной зоне, вклад грузового транспорта в суммарную интенсивность движения может составлять 10-15 %, что связано с назначением данных объектов.
В ходе проведения натурных обследований интенсивности автотранспортных потоков дополнительно определялся ряд параметров, необходимых как для расчета выбросов, так и проведения расчетов загрязнения атмосферы. На каждой автомагистрали или ее участке фиксировалась протяженность выбранного участка автомагистрали (в км) с указанием названий улиц, ограничивающих данную автомагистраль (или ее участок). При оценке воздействия автотранспортных потоков города Набережные Челны были учтены 33 автодороги селитебной зоны Нового города, поселков ЗЯБ, ГЭС, Сидоровка, Элеваторная гора.
64
На основе полученных данных произведен расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ [3, 4]. Анализ выбросов от автотранспорта показал, что по таким загрязняющим веществам, как оксид азота (II) (азота оксид), углерод (сажа), сера диоксид (ангидрид сернистый) концентрации не превышают установленных гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха. Для оксида углерода и диоксида азота характерны значения максимальных приземных концентраций более 1 ПДК на участках с высокой интенсивностью движения. Карта пространственного распределения диоксида азота представлена на рис. 2., оксида углерода - на рис. 3.
5000 10000 15000 20000
0 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1 1,50 2 3
Рис. 2 - Карта рассеивания диоксида азота
5000 10000 15000 20000
О 0,05 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,6 0 0,70 0,80 0,90 1 1,50
Рис. 3 - Карта рассеивания оксида углерода
Исходя из анализа полученных результатов рассеивания загрязняющих веществ на территории города целесообразно выполнение следующих мероприятий:
1. Обновление городского автопарка путем перевода на газ общественного транспорта и коммунальной техники и создание инфраструктуры для заправки газобаллонных автомобилей.
2. Перепланировка транспортного движения и его структуры на долговременный период и отдельные часы суток.
3. Выбор оптимальных градостроительных решений, связанных со строительством транспортных развязок, определением архитектурно-планировочных характеристик строящихся и реконструируемых автомагистралей.
5. Систематическое проведение натурных обследований автотранспортных потоков и последующее проведение расчетов выбросов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы.
6. Планомерный отбор проб атмосферного воздуха для определения концентраций приоритетных загрязняющих веществ (диоксид азота и оксид углерода) вблизи наблюдаемых автомагистралей.
7. Проведение сводных расчетов загрязнения воздушного бассейна города с учетом выбросов промышленности и автотранспорта.
По итогам проведенных расчетов подготовлена электронная база данных об уровне загрязнения атмосферного воздуха города Набережные Челны, получены карты пространственного распределения выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта и предприятий автотранспортного комплекса, установлены приоритетные загрязняющие вещества. По итогам анализа выработаны предложения по снижению негативного воздействия от выбросов автотранспорта и дальнейшей оценки качества атмосферного воздуха города.
65
Литература
1. Сиппель И.Я. Загрязнение атмосферы полициклическими ароматическими углеводородами, продуктами сгорания автомобильных топлив // Состояние биосферы и здоровье людей: материалы V Всероссийской научно-практической конференции. Пенза: РИО ПГСХА. 2005.- С. 81-83.
2. Гос. доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды в Республике Татарстан в 2013 г. Часть 8. Казань, 2014.
3. Сулейманов И.Ф., Маврин Г.В., Харлямов Д.А. Проведение расчетов рассеивания выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта и выработка мероприятий по снижению негативного воздействия на окружающую среду // Сборник научных трудов по материалам Международной научной конференции «Научное лето - 2011». Киев: Изд-во ООО «Компания «Миранда». 2011. - С. 43-47.
4. Сулейманов, И.Ф., Маврин Г.В., Харлямов Д.А. Оценка выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта и предприятий автотранспортного комплекса г. Набережные Челны // Сборник статей XIII Международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечение, благоустройства и экологии». - Пенза: РИО ПГСХА. 2011. - С. 158-164.
References
1. Sippel I. J. Air pollution of polycyclic aromatic hydrocarbons, products of combustion of motor fuels // The state of the biosphere and human health: proceedings of the V all-Russian scientific-practical conference. Penza. 2005.- P. 81-83.
2. State report on the state of natural resources and environmental protection in the Republic of Tatarstan in 2013. Part 8. Kazan,
2014.
3. Suleymanov I.F, Mavrin G.V, Kharlamov D. A Calculations of the dispersion of pollutant emissions from road transport and the development of measures to reduce negative impacts on the environment // Materials of the International scientific conference "Scientific summer - 2011". Kyiv: Publishing house "Company "Miranda". 2011. - P. 43-47.
4. Suleymanov, I. F., Mavrin G.V., Kharlamov D. A. Assessment of pollutant emissions from vehicles and enterprises of the transport complex of Naberezhnye Chelny // Collection of articles XIII International scientific-practical conference 'Kities of Russia: problems of construction, engineering, landscaping and ecology". - Penza. 2011. - P. 158-164.
Скачков В.А.1, Иванов В.И.2, Нестеренко Т.Н.3, Мосейко Ю.В.4
'Кандидат технических наук, 2Инженер, 3Кандидат технических наук, ^Кандидат технических наук Запорожская государственная инженерная академия
МЕТОДИКА РАСЧЕТА УПЛОТНЕНИЯ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ УГЛЕРОДНЫХ КОМПОЗИТОВ В ПЛОСКОМ
РЕАКТОРЕ
Аннотация
Предложена методика расчета уплотнения пористой структуры углеродных композитов в рабочем объеме плоского реактора. Методика предусматривает расчет распределения концентрации реакционного газа по длине реактора данного типа с учетом его доставки к нагретым поверхностям и последующей диффузии в пористую структуру уплотняемых композитов. Ключевые слова: углеродный композит, пористая структура, плоский реактор, уплотнение, пироуглерод
Skachcov V.A1, Ivanov V.I.2, Nesterenko UN.3, Mosejko Yu.V.4 'Candidate of Technical Sciences, ^Engineer, 3Candidate of Technical Sciences, 4Candidate of Technical Sciences
Zaporozhe state engineering academy
METHODS FOR CALCULATION OF COMPACTION POROUS STRUCTURE OF CARBON COMPOSITES IN FLAT
REACTOR
Abstract
It is offered the method for calculation of compaction porous structure of carbon composites in the working volume of flat reactor. Method provides the calculation of concentration distribution for reactionary gas on length of reactor of this type taking into account it delivery to the heated surfaces and next diffusion in the porous structure of the compacted composites.
Keywords: carbon composite, porous structure, flat reactor, compaction, pyrocarbon
Введение. Расширение сферы применения углеродных композитов определяется снижением их себестоимости, которая в значительной степени зависит от энергетических затрат. Снижение температуры уплотнения пористой структуры углеродных композитов до 600.. .700 °С путем использования сжиженных газов позволяет найти подход к проблеме энергосбережения [1].
Анализ достижений. Вопросы уплотнения пористой структуры угле-родных композитов рассмотрены в работах [2-4]. Однако не рассматривали реальную структуру пор углеродных композитов и не выполняли оценку ее влияния на процесс уплотнения. В работе [3] сделана попытка учета пористой структуры в процессе уплотнения углеродных композитов, которую представляли эффективной пористостью с характерным радиусом усредненной поры.
Постановка задачи. Задачей исследований является разработка методики расчета уплотнения углеродных композитов с учетом диффузии реакционного газа в реальную пористую структуру для условий изотермического нагрева в плоском реакторе.
Основная часть исследований. Известно, что реальная пористая структура углеродных композитов представляется порограммой имеющей четыре характерные группы пор [5]: первая группа - диапазон эффективных радиусов 0,001.0,03 мкм (38 %); вторая группа - 0,03.2,50 мкм (32 %); третья группа - 2,50.10,0 мкм (19 %); четвертая группа - 10.200 мкм (11 %).
Для более точного расчета уплотнения реальных конструкций из углеродных композитов необходимо в расчетные модели ввести реальную структуру пористого объема указанных материалов.
Диффузия в пористом пространстве Дифференциальное уравнение диффузии реакционного газа в модельной поре с эффективным радиусом r в условиях его разложения на поверхности поры с соответствующими граничными условиями можно записать в виде [3]:
d2C 2k
d l2
r • D
• C
C = CJ
Ml=0 ^0
dC_ d l
= 0
l=h
(1)
(2)
(3)
66
