Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами Максименко Ольга Олеговна

Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами
<
Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Максименко Ольга Олеговна. Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами : дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 Рязань, 2006 181 с. РГБ ОД, 61:07-5/1016

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ способов и средств утилизации и снижения токсичности отработанных газов двигателей внутреннего сгорания 16

1.1. Состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания 16

1.2. Анализ способов и средств утилизации отработавших газов двигателей внутреннего сгорания 27

1.3. Анализ способов и средств снижения токсичности отработанны газов двигателей внутреннего сгорания 32

1.3. 1. Присадки к топливу 33

1.3.2. Регулировка угла опережения впрыска топлива и подбор топливной аппаратуры 33

1. 3.3. Влияние рабочей смеси на токсичность 34

1. 3.4. Влияние природного газа 34

1.4. Анализ способов и средств нейтрализация токсичных веществ отработавших газов двигателей внутреннего сгорания 35

1. 5. Анализ выполненных исследований по утилизации отработанных газов двигателей внутреннего сгорания 37

1.6. Постановка проблемы, цель работы и задача исследования 41

2. Определение состава отработанных газов двигателей внутреннего сгорания и воздушной среды коровника и теплицы 44

2.1. Программа и методика исследования 44

2.2. Результаты определения состава отработанных газов двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу 46

2. 3. Результаты определения состава отработанных газов при номинальной нагрузке двигателя внутреннего сгорания 47

2. 4. Результаты измерений параметров микроклимата в помещениях теплиц при проведении энергоёмких сельскохозяйственных операций 48

2.5. Результаты измерений параметров микроклимата в коровнике до и после проезда трактора 52

Выводы 58

3. Теоретическое обоснование параметров и режимов работы жидкостного нейтрализатора отработанных газов двигателей внутреннего сгорания 59

3.1. Обоснование оценки параметров токсичности отработавших газов 59

3.2. Конструктивно - технологическая схема жидкостного нейтрализатора и принцип её работы 67

3. 3. Обоснование конструктивных параметров коллектора жидкостного нейтрализатора 70

3.4. Расчёт количества выделяемых отработанных газов при работе двигателей внутреннего сгорания 73

3. 5. Определение высоты слоя жидкости в жидкостном нейтрализаторе из условий материального баланса 75

3. 6. Расчёт затраты мощности на преодоление сопротивления столба жидкости в жидкостном нейтрализаторе потоку газов от двигателя

внутреннего сгорания и степень очистки 78

3. 7. Расчёт объёма жидкости на определённый период работы 79

3. 8. Параметрическая модель нейтрализатора с расчётом баланса теплоты. 80

Выводы 84

4. Исследование процесса очистки отработавших газов двигателя внутреннего сгорания с помощью жидкостного нейтрализатора 86

4.1. Программа и методика исследований 86

4. 1.1. Программа исследования 86

4. 1.2. Методика проведения исследований 86

4. 2. Результаты исследований 98

4. 2.1. Результаты исследования влияния ОГ на прогрев жидкости в нейтрализаторе 98

4. 2. 2. Результаты исследований влияния нагрузки ДВС на очистку отработанных газов при разных физических параметрах 102

Выводы 115

5. Производственная проверка работоспособности жидкостного нейтрализатора для очистки отработавших газов и экономический эффект от его внедрения 116

5. 1. Производственная проверка работоспособности жидкостного нейтрализатора для очистки ОГ 116

5.1. 1. Программа и методика исследования 116

5.1. 2. Результаты проверки работоспособности жидкостного нейтрализатора для очистки ОГ 119

5. 2. Определение экономической эффективности от внедрения в коровнике жидкостного нейтрализатора для удаления отработавших газов 119

Выводы 128

Общие выводы и рекомендации производству 129

Список используемой литературы 131

Приложения 138

Введение к работе

Актуальность работы. В настоящее время во многих регионах РФ сложилась крайне сложная экологическая обстановка, обусловленная тем, что масштаб хозяйственной деятельности человека формирует существенное превышение допустимых экологических нагрузок на природные комплексы, а восстановление нарушенных экосистем происходит крайне медленно.

Главным источником загрязнения атмосферы, безусловно, является автотракторная техника. В целом на неё приходится около 70 % общего объёма выбросов загрязняющих веществ.

Автотракторную технику очень часто приходится эксплуатировать в условиях ограниченного воздухообмена при въезде в животноводческие помещения, теплицы, гаражи и т.п., когда приходится считаться с количеством выделенных с отработавшими газами вредных веществ (ОГ ВВ). В этих случаях особенно важно точно рассчитать количество веществ, выбрасываемых с ОГ, т.к. предельно допустимые нормы различных веществ, содержащихся в атмосфере, нормируются правилами техники безопасности, а предельно допустимое содержание веществ в продуктах - стандартами.

Особое внимание заслуживает оценка эмиссий ОГ в случаях, когда рядом с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) находится обслуживающий персонал и другие биологические объекты, т.к. неточность оценки в этом случае может привести к серьёзным последствиям. Поэтому очевидна необходимость разработки и внедрения эффективных устройств очистки газов с повышенным ресурсом работы, не снижающих топливно-экономические показатели двигателя. Это в настоящее время является одной из важнейших задач отечественного и зарубежного двигателестроения.

В диссертации теоретически обоснована и разработана конструкция жидкостного нейтрализатора отработавших газов дизеля, эффективно снижающего количество токсичных выбросов дизеля, практически без ухудшения его эксплуатационных показателей.

Цель работы» Улучшение микроклимата в помещениях ограниченного объёма при работе в них энергетических установок с двигателями внутреннего сгорания, снабженных жидкостными нейтрализаторами, которые обеспечивают снижение токсичности, дымности и температуры ОГ.

Объект исследований. Тракторный дизель Д-240, оборудованный жидкостным нейтрализатором ОГ.

Предмет исследований. Выявление закономерностей очистки ОГ ДВС жидкостным нейтрализатором.

Методика исследований. Основана на использовании современных методов и измерительных приборов.

Теоретические исследования велись на основании законов газовой динамики и тепломассообмена, современной теории многомерной статистической оценки данных физического эксперимента. Замер концентраций токсичных компонентов производился многокомпонентным микропроцессорным газоанализатором «Автотест СО - С02 - СИ -02-Л- NOx », дьшность регистрировалась портативным микропроцессором «Мета-01МП».. Математическое моделирование процессов, протекающих в жидкостном нейтрализаторе, оптимизация конструктивных

параметров и обработка результатов эксперимента проводились с помощью современного программного обеспечения. v Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке конструктивно-технологической схемы жидкостного нейтрализатора, включающей ёмкость с жидкостью и расположенной в ней газораспределительной системой, обеспечивающей равномерное распределение отработавших газов (ОГ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) по всей площади жидкостного нейтрализатора, а также успокоители и фильтры дополнительной очистки, что позволяет снизить токсичность, дымность, температуру ОГ.

На основе выполненных исследований в работе определены и выносятся на защиту следующие научные положения:

  1. - конструктивно-технологическая схема жидкостного нейтрализатора;

  2. - теоретические зависимости, обосновывающие конструктивные и режимные

параметры жидкостного нейтрализатора;

  1. — методика оценки токсичных выбросов дизелей;

  2. — результаты лабораторных и производственных испытаний работы

жидкостного нейтрализатора по снижению токсичности, дымности, температуры ОГ.

Практическая ценность и пути реализации работы. Разработана и испытана конструкция жидкостного нейтрализатора отработавших газов дизеля, приспособленная под выпускную систему дизеля Д-240, обладающая малым газодинамическим сопротивлением и позволяющая снизить концентрации токсичных компонентов в зависимости от режимов работы на 30-60 %.

Предложенная конструкция жидкостного нейтрализатора защищена патентом РФ №34971.

Результаты исследований, проведённых в работе, могут быть использованы на сельскохозяйственных предприятиях в системе АПК, эксплуатирующих мобильную технику в помещениях ограниченного объёма, а также научно-исследовательскими организациями при разработке жидкостных нейтрализаторов для любых типов дизелей.

Внедрение. Экспериментальные жидкостные нейтрализаторы установлены на тракторах МТЗ-80, МТЗ-82, проходят эксплуатационные испытания в хозяйствах Рязанской области: СПК «Реткино», ОАО «Тепличный комбинат» Рязанского района.

Апробация. Основные положения диссертационной, работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО Рязанская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. П.А. Костычева (2002-2004 г.г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 9 печатных работах общим объёмом 3,2 п.л., в т.ч. 2,3 п.л. принадлежат лично соискателю, из которых 3 патента на полезные модели.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 191 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти разделов, общих выводов по работе, списка литературы и приложений. Диссертация составляет 19 таблиц и 42 рисунка. Список литературы включает 81 наименование, из них 10 —"на иностранных языках.

Состав отработавших газов двигателей внутреннего сгорания

В настоящее время во многих регионах РФ сложилась крайне сложная экологическая обстановка, обусловленная тем, что масштабы хозяйственной деятельности человека формируют существенное превышение допустимых экологических нагрузок на природные комплексы, а восстановление нарушенных экосистем происходит крайне медленно.

Экономическая ситуация сложившаяся на современном этапе развития в сельском хозяйстве, требует от объектов хозяйственной деятельности сокращения расходов и увеличения прибыли, поэтому важно использовать такие разработки, применение которых позволит сократить платежи, себестоимость продукции и увеличивать прибыль. Одним из источников материальных ресурсов в сельском хозяйстве является животноводство, растениеводство. Существуют различные пути увеличения производства животноводческой, растениеводческой продукции, наиболее перспективным будет такой путь, при котором вложение дополнительных средств было бы минимальным. Таким путём является улучшение содержания животных, повышению урожайности тепличных культур. В настоящее время в большинстве производственных помещений параметры микроклимата значительно отклоняются от уровней, установленных зоотехническими и санитарными требованиями, что приводит к ухудшению здоровья обслуживающего персонала и животных, к снижению урожайности, а в ряде случаев к гибели растений в теплицах, а следовательно, к снижению работоспособности людей продуктивности животных и растений. Всё это ведет к материальным потерям, и, в конечном счёте, к снижению эффективности животноводства и растениеводства.

В большинстве хозяйств задача механизированной раздачи кормов решена при помощи машинно-тракторных агрегатов, состоящих из мобильных кормораздатчиков, агрегатируемых с тракторами. Однако после непродолжительной работы двигателя трактора внутри помещения содержание токсичных составляющих газов в воздухе рабочей зоны превышает предельно допустимые концентрации в несколько раз, несмотря на хороший воздухообмен. Это сказывается на здоровье людей и животных, а, следовательно, на качестве и количестве производимой продукции.

Исключение вредного влияния отработавших газов обеспечивает создание нормальных условий труда для людей, хорошее развитие животных, увеличивает срок службы зданий и сооружений, что в конечном итоге приводит к сокращению потерь рабочего времени, повышению продуктивности животных, повышению урожайности растений, снижению эксплуатационных затрат на содержание зданий и сооружений.

Уменьшение вредного воздействия отработавших газов двигателей внутреннего сгорания при их работе внутри помещений может быть осуществлено различными способами снижения токсичности выхлопа. Но снижение токсичности не позволяет полностью исключить влияние вредных компонентов отработавших газов на организм людей и животных, так как будет происходить их постепенное накопление в атмосфере помещения, что в итоге приведет к превышению предельно допустимых норм.

Решению вопроса снижения токсичности и дымности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания посвящены работы И. П. Варшавского, Р. В. Малова, А. Г. Сахарова, В. А. Звонова, В. И. Смаилиса, 10. Якубовского, Я. Б. Зельдовича, В. А. Лиханова, а также других российских и зарубежных последователей.

Наиболее рациональным направлением исключения вредного влияния отработавших газов на людей и животных при работе двигателей внутреннего сгорания внутри помещений является их удаление. Удаление газов из животноводческих помещений может быть реализовано путём оборудования их более мощной механической вентиляцией или замены естественной вентиляции на искусственную, но это требует дополнительных капитальных вложений.

Другим путём удаление отработавших газов от двигателей внутреннего сгорания является применение устройств [13,14, 25, 26, 27, 29] для отвода газов непосредственно от двигателя, в атмосферу за пределы помещения. Однако, известные [24] устройства для удаления отработавших газов имеют такие недостатки как сложность конструкций, невозможность использования при непрямолинейном передвижении мобильных энергетических средств с ДВС внутри помещений, высокая стоимость.

Одним из широко распространенных методов очистки вредных газов является пропускание их через различные аппараты. Эти аппараты либо прямо задерживают токсичные вещества, осаждая (адсорбируя) их на поверхности наполнителя или растворяя в жидкостях, либо предварительно химически связывают вредные компоненты газов и задерживают уже продукты химических реакций. Жидкостные нейтрализаторы исторически явились первыми аппаратами, нашедшими применение для частичного обезвреживания отработавших газов.

Жидкостные нейтрализаторы не затратны, просты в обслуживании, менее металлоёмки. В связи с выше изложенным, целью настоящей диссертационной работы является улучшение микроклимата в помещениях ограниченного объёма при работе в них энергетических установок с двигателями внутреннего сгорания, снабжённых жидкостными нейтрализаторами, которые обеспечивают снижение токсичности, дымности и температуры ОГ. На защиту выносятся следующие основные научные положения: 1 - конструктивно-технологическая схема жидкостного нейтрализатора; 2 - теоретические зависимости, обосновывающие конструктивные и ре жимные параметры жидкостного нейтрализатора; 3 - методика оценки токсичных выбросов дизелей; 4 -результаты лабораторных и производственных испытаний работы жид костного нейтрализатора по снижению токсичности, дымности, температуры ОГ. Значительную роль в формировании и решении задач, поставленных в данной диссертации играли рекомендации к.т.н. доцента Тришкина И.Б., к.т.н. доцента Дмитриева Н.В.

Результаты измерений параметров микроклимата в помещениях теплиц при проведении энергоёмких сельскохозяйственных операций

Количество выделяемых дизельным двигателем токсичных выбросов в значительной степени зависит от качества процесса сгорания, технического состояния и режима работы двигателя. Результаты измерения токсичных компонентов ОГ при номинальной нагрузке приведены в таблице 2.2.

Из таблицы 2.2 видно, что концентрация токсичных компонентов ОГ при номинальной нагрузке дизельного двигателя превышает предельно допустимые концентрации: оксид азота в 21 раз, оксид углерода в 4 раза, сумма углеводородов в 9 раз, сероводород в 22 раза, альдегиды в 5,5 раза, массовая концентрация сажи в 25,4 раза, что крайне негативно сказывается на здоровье животных и обслуживающего персонала. При этом следует учесть ещё то обстоятельство, что при раздражающем воздействии на слизистые глаз и носа они являются веществами однонаправленного действия, а это суммирует их вредное воздействие. теплиц при проведении энергоёмких сельскохозяйственных операций

В отдельном тепличном блоке ОАО «Тепличный комбинат» могут возде-лываться несколько различных видов тепличных культур с различными сроками вегетации. Поэтому в ряде случаев использование естественной вентиляции внутри помещений не возможно, так как понижение температуры окружающего воздуха губительно для некоторых видов растений. Это указывает на то, что для поддержания воздушного режима теплицы на безопасном для людей и растений уровне является не только вентиляция, но и снижение содержания токсичных компонентов, входящих в состав ОГ, Кроме этого, при выполнении основной энергоёмкой операции по обработке почвы, трактор используется внутри помещения теплиц 6-8 часов. Перед началом эксперимента в тепличном блоке не проводилось энергоёмких операций около 40 часов. Поэтому фон атмосферы теплицы был проверен с помощью экспресс-метода газораспределителем ГХ-4. Трактор во время эксперимента выполнял основную обработку тепличных грунтов роторным копателем КР-1.5, так как при данной операции обеспечивается максимальная загрузка тракторного двигателя, при которой токсичность его выхлопа максимальна. Через один час работы трактора в невентили-руемой теплице получены данные, результаты которых приведены в таблице Из данных, приведенных в таблице 2.3 видно, что при проведении энергоёмких сельскохозяйственных операций по основной обработке почвы предельно допустимые концентрации отдельных основных видов токсичных веществ значительно превышают предельно допустимые концентрации. мг/м ,что значительно меньше ПДК. Поэтому в дальнейшем нет необходимости проводить замеры их содержания в атмосферном воздухе теплиц. Для того, чтобы представить динамику изменения концентрации вредных веществ в воздушной среде, в теплице при закрытой вентиляции нарабатывалась токсичная атмосфера трактором в течение 3 часов, что составляет половину рабочей смены. Результаты исследований приведены на рисунке 2.1. Из рисунка 2.1 видно, что через три часа работы трактора внутри помещения теплиц при закрытой вентиляции содержание таких вредных веществ как оксиды азота, оксид углерода, сумма углеводородов превышает предельно допустимые концентрации соответственно в 10,7; 2,8; 11,6 раза, что крайне негативно сказывается на качестве производимой продукции и здоровье обслуживающего персонала. После наработки токсичной атмосферы в теплице делалась выдержка 30 минут для выравнивания атмосферы, затем полностыо открывались фрамуги с подветренной стороны, и повторно проводились замеры состояния атмосферы теплицы. Данные замеров представлены на рисунке 2.2. Из рисунка видно, что при полностью открытой вентиляции концентрация основных вредных веществ до предельно допустимых значений достигается по оксиду углерода через 2,4 часа; суммы углеводородов и оксидов азота - 6 часов, после трёх часов работы трактора при отключенной вентиляции. Для того чтобы представить динамику концентрации вредных веществ атмосферы теплицы, составим таблицу 2.4. Из таблицы 2.5 видно, что концентрация сероводорода выше предельно допустимой в 15 раз, несмотря на то, что работ с использованием трактора не производилось и животные в коровнике не содержались. Это можно объяснить гниением остатков продуктов жизнедеятельности коров, в процессе которого выделяются эти вещества.

Обоснование оценки параметров токсичности отработавших газов

Правильное установление количества воздуха, потребного для проветривания, создаёт надёжное и безопасное условия труда и, кроме того, позволяет осуществлять вентиляцию экономически целесообразно.

Для обоснованного расчёта количества воздуха, потребного для проветривания при работе двигателей внутреннего сгорания, необходимо знать не только объём газовыделений в единицу времени, но и динамику их выделения в пространстве.

Известные методы расчёта вентиляции при работе ДВС рекомендуют принимать потребное количество воздуха, исходя из условий мощности двигателя (или их суммы) и расхода воздуха на единицу мощности двигателя.

Норма количества воздуха на единицу мощности двигателя, принятая в различных странах, различна и составляет: в США - 0,67-3,5 м3/мин, в ФРГ -6,0 мэ/мин, во Франции - 2,1-4,0 м3/мин, в Канаде - 2,1-7,1 м3/мин на 1 лошадиную силу (л. с).

Из приведённых цифр наглядно видно, в каких пределах изменяются известные нормы расчёта количества воздуха, потребного для проветривания. По данным исследований, описанных выше, аналогичная норма для случая работы трактора МТЗ-80 составляет 2,4 м7мин. Более обоснованными являются методы, основанные на подсчёте фактического объёма газовыделения. Расчётное количество воздуха (м3/мин) определяется по формулес где V- объём отработавших газов, выделяющихся при работе двигателей внутреннего сгорания, м3/мин; Р - концентрация вредных газов, в % по объёму; с - концентрация вредных компонентов выхлопа, допустимая по санитарным нормам, % по объёму. Для случая нескольких газов, формула (5.1) соответственно будет иметь вид Одной из особенностей работы трактора с дизельным приводом в помещениях ограниченного объёма является его постоянное передвижение, что создаёт неравномерное загрязнение воздуха, как в местах работы, так и по длине помещения. Это обстоятельство при статическом методе подсчёта количества воздуха может привести к возникновению повышенных концентраций вредных веществ на отдельных участках, что недопустимо по санитарно гигиеническим требованиям. Кроме того, учёт неравномерности газовыделений и концентраций вредных веществ по длине помещений позволяет рационально подойти к распределению воздуха, что имеет определённые экономические преимущества. Вентиляционный режим при работе оборудования с дизельным приводом зависит от следующих факторов: 1 - интенсивности производственного процесса, определяющего число машин одновременно находящихся в работе, что обусловливает объём газовыделений в атмосферу помещений в единицу времени: 2 - геометрический размер помещений или сооружений; 3 - организации производственного процесса; 4 -допустимого содержания вредных примесей в воздухе. Работа дизельного двигателя влечёт за собой выделения в атмосферу с отработавшими газами определённое количество вредных примесей, которые должны быть разбавлены до санитарных норм чистым воздухом. В зависимости от конкретного типа двигателя токсичность отработавших газов меняется. соответственно концентрация этих же компонентов, допустимые по санитарным нормам, % по объёму. Для случая четырёхтактного дизельного двигателя суммарная токсичность определяется величиной 1199 ед. без очистки, а при использовании жидкостного нейтрализатора её значение снижается на 52 %, т.е. составляет 623 единиц. Работа тракторов связана с перемещением его по помещению ограниченного объёма. В этом случае отработавшие газы распространяются по помещению ограниченного объёма неравномерно и состоят из двух основных элементов: газовыделения при движении в прямом направлении и газовыделения при разворотах и манёврах. Таким образом, количество воздуха (м3/с), потребное для проветривания в случае работы трактора без манёвров в коровнике определим по формул погрузка или разгрузка одного трактора, с. Рассмотрение формулы (5.6) показывает, что, при прочих равных условиях, потребное для проветривания количества воздуха зависит главным образом от длины помещения, В ряде случаев работа трактора в помещениях складывается не только из движения в прямом и обратном направлениях, но и из манёвров в пунктах погрузки или разгрузки.

Результаты исследования влияния ОГ на прогрев жидкости в нейтрализаторе

В животноводческих помещениях и теплицах дизельные двигатели, ус тановленные на тракторах, работают как на холостом ходу, так и под нагруз кой, загрязняя воздушную среду. Установлено, что отработавшие газы двигате ля Д-240, установленного на трактора МТЗ-80 и 82, превышают предельно до пустимые концентрации вредных веществ на холостом ходу по оксидам азота в в 3, оксиду углерода в 10, сумме углеводородов в 4,4, сероводорода в 12,5, мас совой концентрации сажи в 14, альдегидов в 1,7 раза, а при номинальной на грузке - оксида азота в 21, оксид углерода в 4, сумма углеводородов в 9, серо водорода в 22, альдегидов в 5,5, массовая концентрация сажи в 25,4 раза. Существующая естественная вентиляция в указанных выше помещениях ограниченного объёма даже через несколько часов не обеспечивает ПДК по отдельным видам вредных веществ. Изменение режима работы двигателя влечёт за собой изменение температуры ОГ и их количества, выделяющиеся в единицу времени. 2. Установлено, что снижения токсичных компонентов, выделяемых в воздушную среду в помещениях ограниченного объёма при работе ДВС, можно достичь путем использования жидкостного нейтрализатора, представляющего из себя емкость, частично заполненную водой, на дне которой расположен коллектор с распределительными коническими трубками и выполненными в них отверстиями. Для равномерного распределения ОГ по площади нейтрализатора необходимо, чтобы площадь поперечного сечения подводящей трубы равнялась суммарной площади поперечного сечения конических трубок коллектора в начале, а площадь поперечного сечения каждой трубки должна уменьшаться на величину площади отверстий. 3. Установлено, что количество ОГ и их состав зависят от расхода топлива двигателя с учётом его загрузки при выполнении работ. Токсичность веществ, входящих в состав ОГ, можно привести к вредности одного вещества в пересчёте на СО, действие которого на организм человека хорошо изучено. 4. Теоретически установлено, что расход абсорбента (воды) зависит от количества пропускаемых в единицу времени через нейтрализатор ОГ и разности концентраций распределяемого компонента в жидкой и газовой фазах на входе и выходе. Высота жидкости в нейтрализаторе зависит от массы абсорбируемого вещества, коэффициентов массопередачи, удельной поверхности контакта фаз, площади поперечного сечения абсорбера. 5. Установлено, что при температуре воздуха 20 С температура воды в жидкостном нейтрализаторе повышается до 36 С за 1час 30 минут работы двигателя на холостом ходу, а при нагрузке двигателя 50 % температура воды повышается до 63 С за 2 часа работы, а затем стабилизируется. Вода в нейтрализаторе не должна нагреваться свыше 70 С, так как свойства воды как абсорбента при этом резко ухудшаются. 6. Установлено, что при нагрузке на двигатель 50 % можно достичь снижения токсичности ОГ по NOx на 40 %, СО на 50 %, СО2 на 30 % и сажи на 55-60 %. При этом объём жидкости в нейтрализаторе должен составлять 54-60 л, высота столба 0,32-0,34 м и температура воды не более 70 С. 7. Производственные испытания показали, что применение жидкостного нейтрализатора на тракторах МТЗ-80 и 82, работающих в коровниках и теплицах, значительно улучшает воздушную среду в них, быстрее обеспечивает достижение ПДК вредных веществ, а простота изготовления и обслуживания позволяет получить экономический эффект на один нейтрализатор только от экономии электроэнергии на искусственную вентиляцию в одном коровнике на 200 голов в размере 47684 рубля в год.

Похожие диссертации на Технология улучшения состояния воздушной среды в помещениях ограниченного объема при работе в них двигателей внутреннего сгорания с жидкостными нейтрализаторами