Научная статья на тему 'РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ДИЗЕЛЕЙ МОБИЛЬНЫХ МАШИН, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАБОТ'

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ДИЗЕЛЕЙ МОБИЛЬНЫХ МАШИН, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАБОТ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
25
3
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕХНОГЕННАЯ / НАГРУЗКА / ОКРУЖАЮЩАЯ / СРЕДА / ДИЗЕЛЬНЫЙ / ДВИГАТЕЛЬ / МОБИЛЬНАЯ / МАШИНА / МОДЕЛИРОВАНИЕ / ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ / БЕЗОПАСНОСТЬ / ВРЕДНЫЕ / ВЫБРОСЫ

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Мельберт Алла Александровна, Нгуен Чан Хынг

Применение мобильных машин с дизелями при проведении технологических операций в АПК дает много преимуществ, однако и вызывает множество рисков, связанных с отрицательным влиянием их вредных выбросов на окружающую среду, что может пагубно отразиться на состоянии здоровья работников отрасли, росте и урожайности культур, количестве и качестве производимой продукции. При разработке модели техногенной нагрузки был использован алгоритм, предложенный Н.Ф. Разлейцевым. Для решения поставленной цели встала необходимость дополнения следующих расчетных блоков: расчета выбросов углеводородов и оксида углерода; расчета удельных оценочных выбросов по 13-режимному испытательному циклу; определение приведенных к СО выбросов дизелей в атмосферу в единицу времени; определение техногенной нагрузки, создаваемой вредными выбросами дизеля в окружающую среду. Анализ участия отдельных компонентов отработавших газов в формировании показателя техногенной нагрузки на окружающую среду показал, что для всех сравниваемых дизельных двигателей мобильных машин доля оксидов азота составляет от 95,68% для дизелей с объемно-пленочным смесеобразованием до 98,74% с объемным смесеобразованием. В результате исследования была подтверждена возможность математического моделирования техногенной нагрузки дизельных двигателей на окружающую среду. По степени снижения техногенной нагрузки можно оценивать средства и способы уменьшения вредных выбросов, производить выбор мобильных машин с конкретным типом дизельного двигателя для осуществления различных технологических операций в АПК. Оценка отклонений в результате математического моделирования техногенной нагрузки от результатов, полученных в результате проведения экспериментальной оценки для дизеля 8Ч 12/12, показала, что ошибка может составлять минус 7,74%. Моделирование позволяет, посредством учета косвенных показателей, оценивать влияние микроклиматических условий на уровни техногенной нагрузки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Мельберт Алла Александровна, Нгуен Чан Хынг

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RESULTS OF MODELING TECHNOGENIC BURDEN ON THE ENVIRONMENT FROM HARMFUL EMISSIONS OF DIESEL ENGINES OF MOBILE MACHINES USED IN AGRICULTURAL OPERATIONS

The use of mobile machines with diesel engines to perform technological operations in the agricultural industry gives many advantages, however, it also causes many risks associated with the negative impact of their harmful emissions on the environment, which can adversely affect the health of industry workers, the growth and yield of crops, the quantity and quality of products produced. When developing a model of technogenic burden, the algorithm proposed by N.F. Razleitsev was used. In order to achieve this goal, it became necessary to supplement the following calculation blocks: calculation of hydrocarbon and carbon monoxide emissions; calculation of specific estimated emissions for a 13-mode test cycle; determination of reduced to CO diesel emissions into the atmosphere per unit of time; determination of the anthropogenic burden created by harmful diesel emissions into the environment. The analysis of the participation of individual components of exhaust gases in the formation of the indicator of anthropogenic burden on the environment showed that for all compared diesel engines of mobile machines, the proportion of nitrogen oxides ranges from 95.68% for diesels with volumetric film mixing to 98.74% with volumetric mixing. As a result of the study, the possibility of mathematical modeling of the technogenic burden of diesel engines on the environment was confirmed. According to the degree of reduction of the technogenic burden, it is possible to evaluate the means and methods of reducing harmful emissions, to make a choice of mobile machines with a specific type of diesel engine for carrying out technological operations in agricultural industry. Evaluation of deviations as a result of mathematical modeling of technogenic burden from the results obtained as by experimental evaluation for the diesel 8H 12/12 showed that the error may be minus 7.74%. Modeling allows, by taking into account indirect indices, to assess the impact of microclimatic conditions on the levels of technogenic burden.

Текст научной работы на тему «РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ДИЗЕЛЕЙ МОБИЛЬНЫХ МАШИН, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАБОТ»

шин С. А., Щербаков С. С., Микитюк М. Е. -2020132603; заявл. 01.10.2020; опубл.: 09.06.2021, Бюл. № 16. - Текст: непосредственный.

9. Патент России № 2759788 С1 МПК B07B 9/00 (2006.01). Мобильный зерноочистительный агрегат / Леканов С. В., Стрикунов Н. И. -2020135095; заявл. 26.10.2020; опубл.: 17.11.2021, Бюл. № 32. - Текст: непосредственный.

References

1. Sukhoparov, A.A. Intensifikatsiia obrabotki zernovogo vorokha v mobilnykh zernoochistitelnykh mashinakh / A.A. Sukhoparov // Noveishie naprav-leniia razvitiia agrarnoi nauki v rabotakh molodykh uchenykh: Sbornik materialov VIII mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posviashchen-noi 50-letiiu sozdaniia Soveta molodykh uchenykh pri SO VASKhNIL, r.p. Krasnoobsk, 24 marta 2021 goda / Sost.: N.S. Chulikova [i dr.]. Pod redaktsiei N.G. Vlasenko, K.S. Golokhvasta [i dr.]. -Novosibirsk: SFNTsA RAN, 2021. - S. 285-292.

2. Mikitiuk, M.E. Vybor ratsionalnoi skhemy komponovki mobilnogo zernoochistitelnogo agrega-ta / M.E. Mikitiuk, S.V. Lekanov, N.I. Strikunov // Nauchnyi zhurnal «Nauchno-obrazovatelnyi potent-sial molodezhi v reshenii problem XXI veka». -Krasnoiar. gos. agrar. un-t. Achinskii f-l. - Achinsk, 2018. - S. 127-129.

3. Lekanov S.V. Mobilnyi zernoochistitelnyi agregat dlia melkikh fermerskikh khoziaistv i krupnykh agrokholdingov / S.V. Lekanov, N.I. Strikunov // Nauchno-tekhnicheskoe obespech-enie APK Sibiri: materialy Mezhdunarodnoi nauch-

no-tekhnicheskoi konferentsii (r.p. Krasnoobsk, 7-8 oktiabria 2021 g.) / FGBUN SFNTsA RAN. -Novosibirsk, 2021. - S.57-61.

4. Lekanov, S. V. Sposoby zagruzki mobilnykh zernoochistitelnykh agregatov / S. V. Lekanov // Sovremennoe sostoianie, problemy i perspektivy razvitiia agropromyshlennogo kompleksa: sbornik dokladov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii posviashchennoi godu nauki i tekhnologii Rossiiskoi Federatsii, 100-letiiu Respu-bliki Komi, Dniu rabotnikov selskogo khoziaistva i pererabatyvaiushchei promyshlennosti, nedele agropromyshlennogo kompleksa, Syktyvkar, 29 oktiabria 2021 goda. - Kirov: Mezhregionalnyi tsentr innovatsionnykh tekhnologii v obrazovanii, 2021. -S. 67-71.

5. Moveable Seed Plants: Think Inside the Box. Seed World International Edition. 2018. - P. 77.

6. Quick, G.R. (2007). Remarkable Australian Farm Machines: Ingenuity on the Land. Australia: Rosenberg Publishing.

7. Hart L. (2015). Mobile Grain Cleaner Catches FHB and Ergot. Farming Smarter. P. 22-23.

8. Patent Rossii No. 2749395 S1 MPK B07B 9/00 (2006.01). Mobilnyi zernoochistitelnyi agregat / Lekanov S.V., Strikunov N.I., Cherkashin S.A., Shcherbakov S.S, Mikitiuk M.E. 2020132603; zaiavl. 01.10.2020; opubl.: 09.06.2021, Biul. No. 16.

9. Patent Rossii No. 2759788 S1 MPK B07B 9/00 (2006.01). Mobilnyi zernoochistitelnyi agregat / Lekanov S.V., Strikunov N.I. 2020135095; zaiavl. 26.10.2020; opubl.: 17.11.2021, Biul. No. 32.

+ + +

УДК 621.436:699.871 А.А. Мельберт, Ч.Х. Нгуен

DOI: 10.53083/1996-4277-2022-215-9-101-106 A.A. Melbert, T.H. Nguyen

РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ОТ ВРЕДНЫХ ВЫБРОСОВ ДИЗЕЛЕЙ МОБИЛЬНЫХ МАШИН, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАБОТ

RESULTS OF MODELING TECHNOGENIC BURDEN ON THE ENVIRONMENT FROM HARMFUL EMISSIONS OF DIESEL ENGINES OF MOBILE MACHINES USED IN AGRICULTURAL OPERATIONS

Ключевые слова: техногенная, нагрузка, окру- Keywords: technogenic burden, environment, diesel

жающая, среда, дизельный, двигатель, мобильная, engine, mobile machine, modeling, environmental safety,

машина, моделирование, экологическая, безопас- harmful emissions. ность, вредные, выбросы.

Применение мобильных машин с дизелями при проведении технологических операций в АПК дает много преимуществ, однако и вызывает множество рисков, связанных с отрицательным влиянием их вредных выбросов на окружающую среду, что может пагубно отразиться на состоянии здоровья работников отрасли, росте и урожайности культур, количестве и качестве производимой продукции. При разработке модели техногенной нагрузки был использован алгоритм, предложенный Н.Ф. Разлейцевым. Для решения поставленной цели встала необходимость дополнения следующих расчетных блоков: расчета выбросов углеводородов и оксида углерода; расчета удельных оценочных выбросов по 13-режимному испытательному циклу; определение приведенных к СО выбросов дизелей в атмосферу в единицу времени; определение техногенной нагрузки, создаваемой вредными выбросами дизеля в окружающую среду. Анализ участия отдельных компонентов отработавших газов в формировании показателя техногенной нагрузки на окружающую среду показал, что для всех сравниваемых дизельных двигателей мобильных машин доля оксидов азота составляет от 95,68% для дизелей с объемно-пленочным смесеобразованием до 98,74% с объемным смесеобразованием. В результате исследования была подтверждена возможность математического моделирования техногенной нагрузки дизельных двигателей на окружающую среду. По степени снижения техногенной нагрузки можно оценивать средства и способы уменьшения вредных выбросов, производить выбор мобильных машин с конкретным типом дизельного двигателя для осуществления различных технологических операций в АПК. Оценка отклонений в результате математического моделирования техногенной нагрузки от результатов, полученных в результате проведения экспериментальной оценки для дизеля 8Ч 12/12, показала, что ошибка может составлять минус 7,74%. Моделирование позволяет, посредством учета косвенных показателей, оце-

нивать влияние микроклиматических условии на уровни техногенной нагрузки.

The use of mobile machines with diesel engines to perform technological operations in the agricultural industry gives many advantages, however, it also causes many risks associated with the negative impact of their harmful emissions on the environment, which can adversely affect the health of industry workers, the growth and yield of crops, the quantity and quality of products produced. When developing a model of technogenic burden, the algorithm proposed by N.F. Razleitsev was used. In order to achieve this goal, it became necessary to supplement the following calculation blocks: calculation of hydrocarbon and carbon monoxide emissions; calculation of specific estimated emissions for a 13-mode test cycle; determination of reduced to CO diesel emissions into the atmosphere per unit of time; determination of the anthropogenic burden created by harmful diesel emissions into the environment. The analysis of the participation of individual components of exhaust gases in the formation of the indicator of anthropogenic burden on the environment showed that for all compared diesel engines of mobile machines, the proportion of nitrogen oxides ranges from 95.68% for diesels with volumetric film mixing to 98.74% with volumetric mixing. As a result of the study, the possibility of mathematical modeling of the technogenic burden of diesel engines on the environment was confirmed. According to the degree of reduction of the technogenic burden, it is possible to evaluate the means and methods of reducing harmful emissions, to make a choice of mobile machines with a specific type of diesel engine for carrying out technological operations in agricultural industry. Evaluation of deviations as a result of mathematical modeling of technogenic burden from the results obtained as by experimental evaluation for the diesel 8H 12/12 showed that the error may be minus 7.74%. Modeling allows, by taking into account indirect indices, to assess the impact of microclimatic conditions on the levels of technogenic burden.

Мельберт Алла Александровна, д.т.н., профессор, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова», г. Барнаул, Российская Федерация, e-mail: aamelbert@mail.ru. Нгуен Чан Хынг, аспирант, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова», г. Барнаул, Российская Федерация, e-mail: hungtnut.nguyen@gmail.com.

Melbert Alla Aleksandrovna, Dr. Tech. Sci., Professor, Polzunov Altai State Technical University, Barnaul, Russian Federation, e-mail: aamelbert@mail.ru. Nguyen Tran Hung, post-graduate student, Polzunov Altai State Technical University, Barnaul, Russian Federation, e-mail: hungtnut.nguyen@gmail.com.

Введение

Проблема повышения экологической безопасности в сельскохозяйственном производстве является актуальной в настоящее время [1, 2].

Тракторы и мобильные машины с дизельными двигателями широко используются на технологических операциях в растениеводстве, животноводстве, кормопроизводстве и выбрасы-

вают в атмосферный воздух значительное количество вредных веществ - оксиды азота ^Ох), оксид углерода (СО), углеводороды (Сх^) и твердые частицы (ТЧ), которые отрицательно воздействуют на состояние воздушной среды, приводят к ухудшению состояния здоровья работников АПК, снижению урожайности сельскохозяйственных культур и продуктивности животноводства [1, 3].

Мобильные машины и тракторы в сельскохозяйственном производстве эксплуатируются в основном по внешней скоростной характеристике и выбрасывают с отработавшими газами большое количество твердых частиц и оксидов азота. Выбросы твердых частиц для дизелей могут достигать 1 % по массе сожженного топлива [1-3].

Цель исследования состоит в повышении экологической безопасности путем прогнозирования уровня техногенной нагрузки на окружающую среду от вредных выбросов дизелей мобильных машин, используемых в сельскохозяйственном производстве.

Задачи исследования: формирование уровня техногенной нагрузки в зависимости от регулировок, видов применяемого топлива, выделение связей с климатическими и географическими параметрами и показателями режимов эксплуатации.

Объекты и методы

Снижение загрязнения воздушной среды вредными выбросами дизелей связано с оценкой ряда показателей. К основным показателям следует отнести:

1) прогнозируемые оценочные показатели нормируемых вредных выбросов (в г/(кВт ч)) по оксидам азота qoц ш* углеводородам qoц сн, оксиду углерода qoц со, твердым частицам qoц тч;

2) прогнозируемые показатели техногенной нагрузки при прогнозируемых показателях нормируемых вредных выбросов с отработавшими газами;

3) расчетные показатели техногенной нагрузки при выполнении норм ЕВРО-3, ЕВРО-4, ЕВРО-5, ЕВРО-6 и стандартов России;

4) расчетные относительные показатели, характеризующие отношения прогнозируемых показателей техногенной нагрузки к нагрузкам, ограниченным нормативами;

5) расчетные показатели необходимой степени снижения техногенной нагрузки путем применения различных способов уменьшения вредных выбросов в окружающую среду.

Для моделирования техногенной нагрузки, создаваемой вредными выбросами дизеля в атмосферу и прогнозирования ее снижения, был выбран феноменологический подход.

При разработке модели за основу был принят алгоритм, предложенный Н.Ф. Разлейцевым [4]. Однако для осуществления поставленной

цели встала необходимость введения дополнительных расчетных блоков или подпрограмм: расчета выбросов углеводородов и оксида углерода; расчета удельных оценочных выбросов по 13-режимному испытательному циклу; определение приведенных к СО выбросов дизелей в атмосферу в единицу времени; определение техногенной нагрузки от вредных выбросов дизеля.

При оценке вредных выбросов дизелей по европейскому, американскому, японскому и другим испытательным циклам, в том числе по ГОСТ 17.2.2.05-2021, используются следующие оценочные показатели в г/(кВт ч) [1, 2, 5]:

т т т т

ЧоцСО =Е'со/1 ЯоцЩ =Х'ш/Х^

т=1

т=1

т=1

т=1

(1)

- - т т

т=1 т=1 т=1 т=1

где m - количество режимов испытательного цикла;

N - мощность дизеля на m-м режиме; c - концентрация вредного вещества в отработавших газах на m-м режиме.

При назначении испытательного цикла суммарная мощность может быть определена из выражения, кВт:

(2)

^ =

где L - коэффициент может быть определен для разных испытательных циклов: 13-, 10-, 8-режимного.

Показатель техногенной нагрузки определялся по формуле [1, 2]:

КТН =(а03 • ^ • МОГ / Rp ].10"2, ут/(км2т°д), (3)

где dпку - коэффициент природно-климатических условий местности;

аоз - показатель относительной опасности загрязнения атмосферы, характеризующий рельеф местности и макронеровности;

Rр - коэффициент рассеяния с учетом скорости движения ветра;

Мог - приведенный выброс вредных веществ (усл. т/год).

Для тракторов и автомобилей коэффициент рассеяния Кр в атмосфере рассчитывается в зависимости от скорости ветра.

=

и

2,5

(пркт + 20), (4)

где и - средняя скорость воздуха;

тср - коэффициент разбавления, в приземной слое тср= 2,00; ^ - высота трубы, м;

2,5 - средняя скорость ветра при штиле,

м/с.

Экспериментальная часть

Для моделирования характерных нагрузок в эксплуатации были использованы данные о характере изменения скоростных и нагрузочных режимов по 13-режимному испытательному циклу согласно ГОСТ. Для определения удельных оценочных выбросов СО, СН, NOx и ТЧ были использованы данные стандартов ЕВРО-3, ЕВРО-4, ЕВРО-5, ЕВРО-6 [1, 2, 5-7].

Для определения показателей относительной опасности загрязнения атмосферы СТ03 и значений коэффициентов природно-климатических условий dпку использовались данные, приведенные в работах И.Ж. Детри, А.Л. Новоселова [1, 2]. При сравнительных оценках принимался СТ03 = 1,0; dпку = 2,00 - для Сибири и Дальнего Востока.

Константы и коэффициенты в расчетных зависимостях приняты с учетом рекомендаций Н.Ф. Разлейцева, В.А. Звонова, Новоселова, А.С. Хачияна, И.П. Васильева, С.А. Батурина, А.Л., В.Ю. Русакова, Г.М. Камфера.

Исходные данные для моделирования были разделены на следующие; группы: геометрические размеры; характеристики топлива и окислителя; константы и коэффициенты расчетных формул; параметры расчетного режима.

Параметры рабочего тела в цилиндре в процессе горения определялись по методике, предложенной И.И. Вибе. На основе современных представлений об образовании и выгорании сажи в цилиндре дизеля модель позволяет прогнозировать результирующие выбросы ТЧ, включая сажу с отработавшими газами. При этом, исходя из особенностей закона выделения тепла, предусматривается расчет сажеобразо-вания в зоне горения, путем полимеризации ядер капель топлива, выгорания сажи в процессе сгорания в цилиндре. Модель позволяет моделировать процесс образования углеводородов СхНу и образования и окисления оксида уг-

лерода СО и прогнозировать техногенную нагрузку на окружающую среду от вредных выбросов определенной модели дизеля в конкретных условиях.

Результаты и их обсуждение

В таблице 1 произведены сравнительные данные по оценке удельных выбросов NOx, ОД CxHy, ТЧ определенных экспериментально и математическим моделированием. На основе этих данных определены коэффициенты техногенной нагрузки для дизелей Д20НР-250 (БЧ 15/15), УТД-29 (10Ч 15/15), ЯМЗ-238 (8Ч 13/14), КамАЗ-740 (8Ч 12/12).

В результате моделирования вредных выбросов, определения удельных оценочных выбросов вредных веществ, техногенной нагрузки на окружающую среду, сравнения с результатами экспериментальной оценки обнаружено, что ошибка при моделировании достигла для дизелей: Д20НР-250 - 12,7%; УТД-9 - 16,6%; ЯМЗ-238 - 18,8%; КамАЗ-740 - 7,74%.

Анализ участия отдельных компонентов отработавших газов в формировании показателя техногенной нагрузки на окружающую среду выявил, что для всех сравниваемых дизельных двигателей на долю оксидов азота приходится от 95,68% для дизелей с объемно-пленочным смесеобразованием до 98,74% с объемным смесеобразованием. Выявлено, что для дизелей с более высокими уровнями удельных выбросов NOx (табл. 1, 2) характерны более низкие уровни выбросов продуктов неполного сгорания.

Таким образом, подтверждена возможность математического моделирования техногенной нагрузки на окружающую среду от вредных выбросов дизельных двигателей мобильных машин. По степени снижения техногенной нагрузки можно оценивать отдельные средства и способы уменьшения вредных выбросов дизелей, производить выбор мобильной машины для осуществления технологических операций. Предложенная математическая модель служит решению экологических проблем и может быть рекомендована к использованию.

Таблица 1

Результаты моделирования техногенной нагрузки на окружающую среду от вредных выбросов

Технические характеристики Обозначение Дизельный двигатель в составе мобильной машины

Тип дизеля Д20НР-250 УТД-29 ЯМЗ-238 КамАЗ-740

Тип камеры сгорания открытая в поршне полуразделенная в

поршне

Число и расположение цилиндров, шт. 6V Ш 8V 8V

Степень сжатия £ 13,8 13,8 15,2 17

Номинальная мощность, кВт Мном 184 336 228 155

Частота вращения коленчатого вала, мин.-1 nN 2600 2600 2100 2600

Удельный расход топлива, г/(кВтч) Це 233 247 226 228

Удельный оценочный выброс оксидов азота, г/(кВтч) Цоц NOx 13,66 16,72 15,35 8,86

Удельный оценочный выброс оксида углерода, г/(кВтч) Цоц то 2,95 2,33 1,75 4,93

Удельный оценочный выброс углеводородов, г/(кВтч) qoц сн 0,36 0,46 0,63 1,23

Удельный оценочный выброс твердых частиц, г/(кВтч) qoц тч 0,22 0,21 0,22 0,40

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Моделируемый удельный оценочный выброс оксидов азота, г/(кВтч) Ц ОЦ NOx 11,88 13,88 12,43 8,15

Моделируемый удельный оценочный выброс оксида углерода, г/(кВтч) Ц Оц то 3,27 2,70 1,98 5,22

Моделируемый удельный оценочный выброс углеводородов, г/(кВтч) Ц Оц сн 0,40 0,47 0,70 1,25

Моделируемый удельный оценочный выброс твердых частиц, г/(кВт-ч) Ц Оц тч 0,23 0,22 0,24 0,36

Коэффициент техногенной нагрузки, ут/(км2год) ^ 0,251 0,306 0,282 0,168

Моделируемый коэффициент техногенной нагрузки, ут/(км2тод) К™ 0,219 0,255 0,229 0,155

Отклонение, % Д^ш -12,7 -16,6 -18,8 -7,74

Таблица 2

Результаты оценки участия отдельных компонентов отработавших газов дизелей в формировании техногенной нагрузки на окружающую среду

Компоненты отработавших газов Источники данных в расчете техногенной нагрузки Марки дизелей в обозначении по ГОСТ

6Ч 15/15 10Ч 15/15 8Ч 13/14 8Ч 12/12

Оксиды азота NOx модель 98,55 98,74 98,33 95,68

опыт 98,80 99,0 98,71 95,92

Оксид углерода СО модель 0,286 0,20 0,165 0,649

опыт 0,22 0,15 0,12 0,56

Углеводороды СхНу модель 0,479 0,48 0,799 2,12

опыт 0,376 0,39 0,585 1,92

Твердые частицы ТЧ модель 0,685 0,574 0,697 1,55

опыт 0,58 0,456 0,475 1,59

Выводы

1. На основе анализа существующих методик оценки воздействия дизелей на окружающую среду и расчета параметров рабочего процесса и процессов образования токсичных веществ в цилиндре дизеля разработан алгоритм расчета и прогнозирования техногенной нагрузки дизельного двигателя на окружающую среду.

2. Моделирование показало удовлетворительную сходимость результатов расчета, при соответствующей настройке модели по индика-

торным диаграммам дизелей. Расхождения данных опытов и моделирования по определению выбросов твердых частиц основаны на том, что в модели не учтены процессы образования их при сгорании капель масла и не учтены процессы образования сульфитов воды.

3. Модель позволяет предварительно решать вопросы уменьшения техногенной нагрузки от вредных выбросов дизельных двигателей мобильных машин.

4. Оценка отклонений в результате математического моделирования техногенной нагрузки от показателей, полученных в результате проведения экспериментальной оценки для дизеля 8Ч 12/12, показала, что ошибка может составлять -7,74%.

5. В результате оценки участия отдельных компонентов отработавших газов дизеля в формировании техногенной нагрузки на окружающую среду обнаружено, что на долю оксидов азота ИОх приходится 95,68-98,74%.

6. Моделирование позволяет, посредством учета косвенных показателей, оценивать влияние микроклиматических условий на уровни техногенной нагрузки на окружающую среду.

Библиографический список

1. Новоселов, А. Л. Снижение вредных выбросов дизелей / А. Л. Новоселов, А. А. Мель-берт, А. А. Жуйкова. - Новосибирск: Наука, 2007.

- 139 с. - Текст: непосредственный.

2. Новоселов, А. Л. Техногенная нагрузка, создаваемая вредными выбросами дизелей на окружающую среду / А. Л. Новоселов, А. А. Мельберт, Д. В. Светашев. - Текст: непосредственный // Повышение экологической безопасности автотракторной техники: сборник статей / под редакцией А. Л. Новоселова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2003. - С. 6-18.

3. Горбунов, В. В. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В. В. Горбунов, Н. Н. Патрахальцев. - Москва: Изд-во РУДН, 1998. - 214 с. - Текст: непосредственный.

4. Разлейцев, Н. Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях / Н. Ф. Разлейцев. - Харьков: Выща школа, 1980.

- 169 с. - Текст: непосредственный.

+

5. Melbert, A., Mashensky, A. (2020). Results of Studying Cleaning of Exhaust Gases of Preheater-Equipped KamAZ-740 Diesel Engine. DOI: 10.1007/978-3-030-22041 -9_36.

6. Chandes K., Pichon G., Raulf M. (2004). Urea SCR heavy duty engine NOx reduction for EURO-IV. Ing. automob. 770: 61-65.

7. Schwarz Adelbert. Euro-3-Power bis 530 PS // KFZ Anz. 1999. 52, No. 20. S. 10-12.

References

1. Novoselov A. L., Melbert A.A., Zhuikova A.A. Snizhenie vrednykh vybrosov dizelei. - Novosibirsk: Nauka, 2007. - 139 s.

2. Novoselov A.L., Melbert A.A., Sveta-shev D.V. Tekhnogennaia nagruzka, sozdavaemaia vrednymi vybrosami dizelei na okruzhaiushchuiu sredu // Povyshenie ekologicheskoi bezopasnosti avtotraktornoi tekhniki: sb. statei pod red. A.L. No-voselova. - Barnaul: Izd-vo AltGTU, 2003. -S. 6-18.

3. Gorbunov V.V., Patrakhaltsev N.N. Toksichnost dvigatelei vnutrennego sgoraniia. -Moskva: Izd-vo RUDN, 1998. - 214 s.

4. Razleitsev N.F. Modelirovanie i optimizatsiia protsessa sgoraniia v dizeliakh. - Kharkov: Vyshcha shkola, 1980. - 169 s.

5. Melbert, A., Mashensky, A. (2020). Results of Studying Cleaning of Exhaust Gases of Preheater-Equipped KamAZ-740 Diesel Engine. DOI: 10.1007/978-3-030-22041 -9_36.

6. Chandes K., Pichon G., Raulf M. (2004). Urea SCR heavy duty engine NOx reduction for EURO-IV. Ing. automob. 770: 61-65.

7. Schwarz Adelbert. Euro-3-Power bis 530 PS

// KFZ Anz. 1999. 52, No. 20. S. 10-12. +

УДК 621.316.11 И.В. Наумов, А.А. Багаев

DOI: 10.53083/1996-4277-2022-215-9-106-114 I.V. Naumov, A.A. Bagaev

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСИММЕТРИЧНЫХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ НИЗКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

STUDY OF ASYMMETRIC OPERATING MODES OF LOW-VOLTAGE ELECTRICAL NETWORKS IN THE ALTAI REGION

Ключевые слова: несимметрия токов и напряжений, качество электроэнергии, дополнительные потери электроэнергии, показатели несимметрии токов и напряжений, симметрирующее устройство.

Keywords: current and voltage asymmetry, power quality, additional losses of electricity, current and voltage asymmetry indices, balancing device.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.