Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Уровни эмиссии вредных веществ

Загрязняющие вещества	Нормы ИКАО	ПС-90	Д-36	JT90-70	CF6-50C
CO	118,0	14,0	44,0	47,0	45,0
CmHn	19,6	2,7	8,0	10,0	15,0
NOx	102,0	66,0	72,0	53,0	60,
Дым	21,0	15,0	-	-	-

4.1.4. Эмиссионные характеристики двигателя зависят от наружных условий. Нормами ИКАО предусмотрен учет отклонений фактической температуры и давления наружного воздуха на входе в двигатель от стандартных атмосферных условий (САУ) на уровне моря. При расчете индексов эмиссии ЗВ на всех режимах работы двигателя в течение ВПЦ вносятся соответствующие поправки с помощью коэффициента К_j:

ЕI_j _пр = К_j ЕI_j, (4)

где ЕI_j _пр – приведенный индекс эмиссии j -го загрязняющего вещества, К_j – коэффициент приведения j -го загрязняющего вещества к САУ.

Общее выражение для К_j:

, (5)

где р _кСАУ, Т _кСАУ, g _тСАУ – соответственно давление, температура и относительный расход топлива в камере сгорания при САУ, р _к, Т _к, g _т – аналогичные параметры, соответствующие конкретным атмосферным условиям, h – влажность окружающего воздуха, a, b, c, d, е - расчетные постоянные, которые могут быть различными для каждого загрязнителя и каждого типа двигателя.

4.1.5. Плотность r_v₀ твердых частиц в струе выхлопных газов авиадвигателей, приведенная к весовой характеристике (кг) за стандартный цикл ВПЦ, обозначенная через М _тч,может быть определена по графику (рис. 4.1) зависимости массовой концентрации сажи от числа дымности SN.

Рис. 4.1. Влияние числа дымности SN на массовую концентрацию сажи

- - - - суммарная концентрация частиц сажи; ¾¾ - концентрация частиц сажи d s<300нм

Нормативное число дымности определяется из соотношения:

SN = 83,6 (R _взл)^-0,274,

или выбирается величина SN =50, в зависимости от того, какое из этих значений меньше.

Использование логарифмической шкалы для r_v0 приводит к тому, что эта зависимость становится практически линейной и удовлетворительно аппроксимируется формулой

(6)

Тогда масса выбросов сажи за время t работы двигателя определяется по формуле

, (7)

где G _в – расход воздуха через камеру сгорания двигателя; r_в – плотность воздуха; Q _в= G _в/r_в – объемный расход воздуха через камеру сгорания. Использование в последней формуле величины Q _в более предпочтительно, т.к. для конкретного двигателя она изменяется незначительно. Например, для двигателя ПС-90А во всем диапазоне эксплуатационных режимов Q _в изменяется примерно на 30%, в то время, как массовый расход G _в изменяется почти в 4 раза (400%).

4.1.6. Исходя из типовых технических требований ИКАО к авиационному топливу, после преобразования известных уравнений химических реакций можно определить количество конкретных продуктов полного сгорания в зависимости от массы израсходованного топлива:

СО₂(кг) = 3,12 М _т (кг);

Н₂О (кг) = 1,35 М _т (кг);

SO₂ (кг) = 0,005 М _т (кг).

Приведенные оценки массы выбросов ЗВ являются максимальными, т.к. соответствуют полному сгоранию топлива. Их погрешность при существующих значениях полноты сгорания топлива не превосходит 2%. Отметим, что по данным доклада САЕР/5-IP/22, 2001 [9], для оценки двуокиси углерода СО₂ удельный показатель равен 3,15; для оксидов серы SO_X - 0,0009 (при содержании серы в объеме топлива величиной 0,05%) и водяных паров Н₂О - 1,23, т.е. величины близкие к полученным в указанных соотношениях.

4.1.7. Поскольку метан – лишь один из компонентов несгоревших углеводородов, то для его оценки по типу оценки СО₂, Н₂О, SО₂ необходимо определить долю несгоревших углеводородов в массе тех вредных выбросов, которые являются продуктами неполного сгорания топлива.

Продукты неполного сгорания топлива – это окись углерода (СО), несгоревшие углеводороды (СН) и твердые частицы (сажа). Обработка данных выбросов ЗВ по 43 отечественным и зарубежным двигателям различных классов тяг показала, что в среднем количество несгоревших углеводородов в 2,58 раза меньше, чем количество окиси углерода. Исходя из этого, и с учетом того, что метан (СН₄) по данным работы составляет не более 10% общей массы выброса углеводородов СН за цикл ИКАО, были получены следующие соотношения:

СН (кг)» 0,28 (1-h_г) М _т (кг);

СН₄ (кг)» 0,028(1-h_г) М _т (кг);

СО (кг)» 0,72 (1-h_г) М _т (кг).

В последних трех выражениях h_г – коэффициент полноты сгорания топлива, значения которого берутся из характеристик двигателя. Последние три выражения являются приближенными, и ими следует пользоваться в случаях, когда эмиссионные характеристики конкретного двигателя по каким-либо причинам не известны.

4.1.8. При использовании в расчетах эксплуатационных характеристик двигателей в случае необходимости следует воспользоваться формулами приведения к стандартным атмосферным условиям, что позволяет учесть влияние атмосферного давления и температуры на входе в двигатель на параметры потока во входном сечении камеры сгорания, расход топлива и, следовательно, на величину выбросов ЗВ:

- обороты: , об/мин;