Разработка методов оценки топливной экономичности и экологического воздействия тепловозных дизелей на окружающую среду по результатам эксплуатации

• Автор: Лю Мен Чжон
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 151 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Анализ состояния вопроса

1.1. Вредное воздействие отработавших газов транспортных двигателей на окружающую среду

1.2. Методы оценки состояния атмосферного воздуха

1.3. Анализ влияния характеристик транспортных двигателей на образование токсичных веществ
2. Разработка математической модели для формирования режимов работы тепловозов 2М на заданном полигоне эксплуатации
2.1. Основные теоретические положения математической модели для формирования режимов работы тепловозов
2.2. Разработка режимных карт ведения поезда и методики оценки топливной экономичности тепловозов на заданном участке
3. Разработка математической модели для расчета термодинамических параметров рабочего цикла дизеля Д с учетом угла опережения подачи топлива

3.1. Теоретические основы для разработки методики оценки параметров рабочего цикла

3.2. Моделирование параметров рабочего цикла с учетом условий эксплуатации
4. Разработка математической модели для расчета экологических характеристик тепловозного дизеля Д
4.1. Физикохимические основы образования и выделения токсичных веществ в отработавших газах двигателей внутреннего сгорания
4.2. Разработка методики для расчета количества продуктов сгорания топлива в тепловозном дизеле Д
4.3. Оценка адекватности математической модели для расчета продуктов сгорания топлива в тепловозном дизеле Д методом равновесного состава
5. Методика оценки затрат на ремонт и эксплуатацию тепловозов
Заключение
Список использованных источников


Вследствие этого явления повышается температура воздуха в нижних слоях атмосферы, происходит потепление (особенно в крупных городах), наблюдаются различные климатические аномалии. Кроме того, повышение содержания в атмосфере СО2 способствует образованию «озоновых» дыр. При снижении концентрации озона в атмосфере земли повышается отрицательное воздействие жесткого ультрафиолетового излучения па организм человека []. Среди низкомолекулярных СпНт, наибольшей токсичностью отличаются углеводороды олефинового ряда (этилен С2Н4, пропилен СзН6, бутилен С4Н8), имеющие неприятный запах и вызывающие раздражение слизистых оболочек, многочисленные хронические заболевания сосудистой и нервной систем, поражение внутренних органов. Токсичность их возрастает при наличии в воздухе других компонентов ОГ, которые под действием солнечной радиации образуют фотохимические оксиданты смога (например, нитроолефины). Менее токсичны парафины (метан СН4, этан С2Н4, пропан СзН8, бутан С4Н|0). Кроме рассмотренных газообразных СпНт в ОГ дизелей содержатся моноциклические (бензол СбН6 и др. СцНю) ароматические углеводороды (АУ) и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), содержащие соответственно одно, два или несколько бензольных колец. Бензол и другие низкомолекулярные АУ являются канцерогенами, вызывающими лейкемию и другие раковые заболевания. Наиболее опасными для здоровья человека углеводородами ОГ дизелей являются ПАУ. Эти углеводороды либо непосредственно переходят из топлива в ОГ в жидкой и газообразной фазах, либо образуются в камере сгорания в результате термического разложения (пиролиза) тяжелых фракций топлива в зонах с недостатком кислорода, либо синтезируются в камере сгорания из более легких углеводородов. В камере сгорания дизеля ПАУ адсорбируются на частицах сажи и удерживаются ими. Некоторые ПАУ канцерогенны и, накапливаясь в организме человека, могут вызвать лейкемию и другие раковые заболевания. По степени канцеро-генности ПАУ относят к четырем группам: наиболее сильные канцерогены; канцерогены средней силы; слабые канцерогены; неканцерогенные []. Но необходимо отметить, что неканцерогенные ПАУ в присутствии других компонентов ОГ (в первую очередь ЫОх и олефиновых СпНт) образуют нитропроизводные ПАУ, отличающиеся особенно сильным отравляющим действием на организм человека. Наиболее сильным канцерогеном из перечисленных ПАУ является бенз(а)пирен СН|2, представляющий собой в нормальных условиях кристаллическое вещество, а в ОГ дизеля он может находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях. Ряд ПАУ обладает сильными отравляющими свойствами, воздействует на процессы кровообращения, центральную нервную и мышечную системы. Один из наиболее значимых токсичных компонентов ОГ - твердые частицы (ТЧ). Основными составляющими ТЧ являются сажа, оксиды металлов, сульфаты и вода, а также в меньших объемах - нссгоревшие частицы топлива и моторного масла [1, , ]. Сажа, в свою очередь, состоит в основном из углерода С (до - %) и химически связанного водорода Н (3-3 %) []. Причем на начальных стадиях сгорания частицы сажи состоят почти из чистого углерода, а затем насыщаются большим количеством углеводородов и их соединений. Оксид азота N0 - бесцветный газ, плохо растворимый в воде и достаточно быстро окисляющийся до Ы. Диоксид азота Ы - газ красноватобурого цвета, который при больших концентрациях обладает удушливым запахом. Оксиды азота представляют серьезную опасность для здоровья человека. Они воздействуют на слизистые оболочки глаз и носа, а также на нервную и сердечнососудистую системы человека, кроветворные органы и печень. Оксиды азота, взаимодействуя с парами воды в воздухе, образуют азотистую НК и азотную НЫ кислоты, которые разрушают легочную ткань, вызывая хронические заболевания. Небольшие концентрации оксидов азота в атмосфере приводят к постепенному отравлению организма, причем каких-либо нейтрализующих средств нет. При концентрациях в воздухе более 0, % оксиды азота действуют как острый раздражитель слизистых оболочек, а при концентрациях 0,4-0,8 % - могут вызвать отек легких [1, ]. Наибольшую опасность оксиды азота представляют в качестве активного компонента смога.