Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Екологія arrow Транспортна екологія
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Викиди шкідливих речовин маршевими двигунами літаків

Задача розрахунку емісії двигуна зводиться до визначення маси кожного інгредієнта, викинутого з двигуна за деякий певний час його роботи.

Знаючи індекс емісії EI даного типу забруднюючої речовини і час роботи одного двигуна, можна обчислити масу викидів цієї речовини. Зокрема, для злітно-посадкового циклу маса викидів j-ϊ речовини визначають заформулою:

(6.2)

де– витрата палива двигуном на 7-му режимі стандартного злітно-посадкового циклу, кг;

– час роботи двигуна на 7-му режимі, сек.

Величину витрати палива визначають за характеристиками двигуна за формулою:

(6.3)

де– питома витрата палива на 7-му етапі злітно-посадкового циклу, кг/секчсН;

– тяга, що розвивається двигуном на 7-му режимі, кН.

Поділивши обидві частини виразу дляна(тяга двигуна на злітному режимі – величина, відома з документації, зокрема, з формуляра двигуна), отримаємо співвідношення для контрольного параметра емісії, який визначають за формулою:

(6.4)

Формула для визначення контрольного параметра емісії дає змогу враховувати зміну емісії протягом експлуатації двигуна, оскільки із збільшенням його напрацювання відбувається зношування вузлів і, як результат, погіршення ККД, що приводить до збільшення питомої витрати палива.

Контрольний параметр емісії характеризує "ступінь шкідливості" авіаційного двигуна.

Норми IICAO за контрольним параметром емісії основних забруднюючих речовин для сучасних авіаційних двигунів такі:

Емісійні характеристики двигуна залежать від зовнішніх атмосферних умов, а саме: температури зовнішнього повітря та його тиску. Оскільки на різних висотах ці параметри є різними, то при розрахунку емісії нормами IKAO передбачено врахування відхилень фактичної температури і тиску повітря на вході в двигун від стандартних атмосферних умов (САУ) на рівні моря. Для цього вносять поправку до значення індексів емісії введенням коефіцієнтів 3 врахуванням цього, новий індекс емісії визначають за формулою:

(6.5)

Поправковий коефіцієнт визначають за формулою:

(6.6)

де– відповідно, тиск, відносна витрата палива і температура в камері згоряння за стандартних атмосферних умов;

  • тиск, відносна витрата палива і температура в камері згоряння, що відповідають розрахунковим атмосферним умовам;
  • вологість атмосферного повітря, що відповідає розрахунковим умовам;
  • розрахункові сталі, які можуть бути різними для кожного забруднювача і кожного типу двигуна.

Густина pvо твердих частинок в струмені вихлопних газів авіаційних двигунів, приведена до вагової характеристики (кг) за стандартний злітно~посадковии цикл, може бути визначена за графіком залежності масової концентрації сажі від числа димності SN (рис. 6.17).

Залежності масової концентрації сажі від числа димності: сумарна концентрація частинок сажі: концентрація частинок сажі нм

Рис. 6.17. Залежності масової концентрації сажі від числа димності: сумарна концентрація частинок сажі:концентрація частинок сажі нм

Число димності визначають за формулою:

(6.7)

або приймають SN= 50, залежно від того, яке з цих значень менше. Використання логарифмічної шкали дляприводить до того, що ця залежність стає практично лінійною і досить добре може бути апроксимована формулою:

(6.8)

Тоді масовий викид сажі за час роботи двигуна т визначають за формулою:

(6.9)

де– витрата повітря через камеру згоряння двигуна;

  • густина повітря;
  • об'ємна витрата повітря через камеру згоряння.

Використання в останній формулі величини є зручнішим, адже для конкретного двигуна вона змінюється незначно. Наприклад, для двигуна ПС-90А у всьому діапазоні експлуатаційних режимівзмінюється приблизно на 30 %, тим часом як масова витрата змінюється майже у 4 рази (400 %).

Хімічні реакції горіння основних компонентів авіаційного палива – вуглецю, водню та сірки – можна записати у вигляді:

(6.10)

(6.11)

(6.12)

Виходячи з типових технічних вимог IKAO до авіаційного палива, на основі рівнянь хімічних реакцій горіння можна визначити кількість конкретних продуктів повного згоряння залежно від маси витраченого палива. Співвідношення мають вигляд:

(6.13)

(6.14)

(6.15)

Наведені оцінки маси викидів забруднюючих речовин є максимальними, оскільки відповідають повному згорянню палива.

Їх похибка за існуючих значень повноти згоряння в авіаційних двигунах не перевищує 2 %.

Як відомо, продуктами неповного згоряння палива є оксид вуглецю (CO), незгорілі вуглеводні (CnHm) і тверді частинки (сажа). Статистичні дані свідчать, що для двигунів різних класів тяги середня кількість незгорілих вуглеводнів у відпрацьованих газах у 2,58 рази менше, ніж кількість оксиду вуглецю. Виходячи з цього і з урахуванням того, що метан (CH4) становить не більше, ніж 10 % загальної маси викидів вуглеводнів за злітно-посадковий цикл, IKAO пропонує такі співвідношення для розрахунку кількості продукті неповного згоряння палива:

(6.16)

(6.17)

(6.18)

У останніх трьох виразах– коефіцієнт повноти згоряння палива, значення якого потрібно брати з характеристик двигуна. Останні три вирази є наближеними, і ними слід користуватися у випадках, коли емісійні характеристики конкретного двигуна з яких-небудь причин не відомі.

При використанні в розрахунках емісій експлуатаційних характеристик двигунів, у разі потреби, потрібно користуватися формулами приведення до стандартних атмосферних умов, що дає змогу врахувати вплив атмосферного тиску й температури на вході в двигун на параметри потоку повітря у вхідному перерізі камери згоряння, на витрату палива і, отже, на величину викидів забруднюючих речовин:

  • – оберти (6.19)
  • – тяга (6.20)
  • – питома витрата палива

(6.21)

  • – витрата палива ,[кг/сек]; (6.22)
  • – витрата повітря

, [кг/сек]; (6.23)

  • – відносна витрата палива; (6.24)
  • – температура повітря за компресором (на вході в камеру згоряння)

(6.25)

– тиск повітря за компресором (на вході в камеру згоряння)

(6.26)

У наведених формулах Tip – відповідно температура (0K) і тиск (Па) атмосферного повітря в конкретних умовах експлуатації авіаційного двигуна.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші