Контрольна робота 2.
Варіант 9.
Задача 1.
Розрахувати викиди окису вуглецю та окислів азоту двигунами повітряних кораблів.
Вихідні дані:
тип повітряного корабля – ЯК - 40;
максимальна тяга двигуна – 15 кН;
тип авіадвигуна – АІ-25;
кількість двигунів – 3;
Сппитмг – 0,039 кг/Н*год;
СО – 0,01457;
NO2 - 0,0022;
кількість рейсів на рік – 140;
відносна тяга відповідного режиму (2, 3, 4) – 1; 0,85; 0,3;
масова швидкість емісії СО для режимів 2, 3, 4 – 7,9;10,4;17,0 кг/год;
масова швидкість емісії NO2 – 9,2; 4,5; 1,6 кг/год.
Рішення.
Маса викидів шкідливих речовин у зоні аеропорту розраховується для режимів злітно-посадочного циклу (ЗПЦ). Характеристики режимів та їхня тривалість наведені в табл.3.
Таблиця 3
Типовий зпц режимів роботи авіадвигунів.
|
Номер режиму
|
Характеристики режимів
|
Відносна тяга R
|
Тривалість режиму t, хв.
|
|
1
|
Запуск, холостий хід перед злетом (режим малого газу) |
0,07 |
15,0 |
|
2
|
Зліт
|
1,0
|
0,7
|
|
3
|
Набір висоти
|
0,85
|
2,2
|
|
4 |
Захід на посадку з висоти 1000 м |
0,3 |
4,0 |
|
5 |
Руління після посадки (режим малого газу) |
0,07 |
7,0 |
Розрахунок маси річних викидів CO і NОх виконується за відповідними формулами:
де М1н, М2н - маси шкідливих речовин відповідно CO і NОх, які викидаються під час наземних операцій (запуску, холостого ходу і руління перед злетом і після посадки - режими 1, 5); М1вп, М2вп- маси шкідливих речовин відповідно CO і NОх, які викидаються під час злітно-посадочних операцій (зліт, набір висоти 1000 м, захід на посадку з висоти 1000 м - режими 2, 3,4).
Тут К1, К2 - індекси емісії (кілограм шкідливої речовини на кілограм палива) відповідно CO і NОх під час наземних операцій; Сппитмг - питомі витрати палива під час роботи двигуна на малому газі, кг/Н-год; Rмг - тяга двигуна на малому газі, Rмг = R*R0. Де R0 - максимальна тяга двигуна Н; Тмг - річна наробка двигуна на малому газі, г/рік:
де tмг - наробка в годинах двигуна на режимі малого газу за один ЗПЦ (режими 1, 5 в табл.З); N - річна кількість зльотів-посадок усіх повітряних кораблів даного типу в аеропорту; n - кількість двигунів на даному типі ПК.
Розрахуємо масу річних викидів при режимах 1, 5.
Маємо для режиму 1:
Rмг = 0,07*15 = 1,05
Тмг = 0,25*140*3 = 105 год/рік
Для режиму 5:
Rмг = 0,07*15 = 1,05
Тмг = 0,117*140*3 = 49,14 год/рік
Тоді:
М1н = 0,1457*0,039*(1,05*105 + 1,05*49,14) = 0,920 кг.
М2н = 0,0022*0,039*(1,05*105 + 1,05*49,14) = 0,0139 кг.
Розрахунок маси М1вп і М2вп викидів відповідно CO і NOx при злітно-посадочних операціях (режими 2, 3, 4) виконується за формулами:
де W1в, W2в - масові швидкості емісії відповідно CO і NОх під час зльоту ПК, кг/год (табл.5); W1нв, W2нв - те ж саме під час набору висоти 1000 м; W1п, W2п - те ж саме під час зниження з висоти 1000 м; Тв, Тнв, Тп - режимна наробка в годинах двигунів відповідно під час зльоту, набору висоти 1000 м і зниженню з висоти 1000 м (приймається за табл.3).
М1вп = 3*(0,117*7,9 + 0,0367*10,4 + 0,0667*17,0)*140 = 4518,604 кг.
М2вп = 3*(0,117*9,2 + 0,0367*4,5 + 0,0667*1,6)*140 = 566,273 кг.
Таким чином:
М1 = 0,920 + 4518,604 = 4519,524 кг.
М2 = 0,014 + 566,273 = 566,287 кг.