Применение газотурбинных двигательных установок в авиации и ракетостроении поистине огромно. Все ракетоносители и все самолеты (кроме пропеллерных на которых стоят ДВС) используют тягу этих установок. Выхлопные газы газотурбинных двигательных установок (ГТДУ) содержат такие токсичные компоненты, как СО, NОx, углеводороды, сажу, альдегиды и др.
Исследования состава продуктов сгорания двигателей, установленных на самолетах «Боинг-747», показали, что содержание токсичных составляющих в продуктах сгорания существенно зависит от режима работы двигателя (табл. 2.1.).
Таблица 2.1.
|
Число оборотов двигателя |
Содержание г/кг топлива | ||
|
СО |
NOx |
CnHm | |
|
0.56 n* |
87.9 |
0.7 |
9.8 |
|
0.83 n |
2.3 |
1.5 |
0.3 |
|
0.90 n |
-- |
4.4 |
-- |
n – номинальное число оборотов двигателя
Как следует из таблицы 2.1., высокие концентрации СО и CnHm характерны для ГТДУ на пониженных режимах (холостой ход, руление, приближение к аэропорту, заход на посадку), тогда как содержание оксидов азота NOx (NO, NO2, N2O5) существенно возрастает при работе на режимах близких к номинальному (взлет, набор высоты, полетный режим).
Суммарный выброс токсичных веществ самолетами с ГТДУ непрерывно растет, что обусловлено повышением расхода топлива до 20 – 30 т/ч и неуклонным ростом числа эксплуатируемых самолетов (данные США).
1975 г. 1985 г. 1990 г.
Самолеты, шт. 5629 6028 6721
Суммарное топливо, млн. т в год. 45,5 97 142
Выбросы NОx, млн. т в год. 0,287 0,548 0,832
Наибольшее влияние на условия обитания выбросы ГТДУ оказывают в аэропортах и зонах, примыкающих к испытательным станциям. Сравнительные данные по выбросам вредных веществ в аэропортах показывают, что поступления от ГТДУ в приземный слой атмосферы составляют:
Оксиды углерода – 55%
Оксиды азота – 77%
Углеводороды – 93%
Аэрозоль – 97%
остальные выбросы выделяют наземные транспортные средства с ДВС.
Загрязнение воздушной среды транспортом с ракетными двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя сопровождается выбросом продуктов полного и неполного сгорания топлива, состоящих из O, NOx, OH и др.
При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H2O, CO2, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы Al2O3 со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).
В двигателях космического корабля «Шатл» сжигается как жидкое так и твердое топливо. Продукты сгорания топлива по мере удаления корабля от Земли проникают в различные слои атмосферы (табл. 2.2), но большей частью в тропосферу.
Таблица 2.2
|
Атмосферный слой |
Высота, км |
Продукты сгорания, кг | ||||||
|
HCl |
Cl |
NO |
CO |
CO2 |
H2O (пар) |
Al2O3 | ||
|
Приземный слой |
0 – 0,5 |
24666 |
2741 |
1697 |
131 |
55075 |
46674 |
39284 |
|
Тропосфера |
0,5 - 13 |
78517 |
9657 |
4618 |
839 |
172570 |
152677 |
26385 |
|
Стратосфера |
13 - 50 |
59732 |
11727 |
239 |
2189 |
147684 |
146393 |
110304 |
|
Нижняя мезосфера |
50 - 67 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
15542 |
0 |
|
Мезосфера - термосфера |
67 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
119045 |
0 |
Экологические проблемы в связи с загрязнением почв
В
настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой
приобрела особую остроту. Становится бесспорным, что решение проблемы
сохранения качества жизни человека немыслимо без определенного осмысления
современных эколог ...
Разработка мероприятий по защите служащих цеха от пыли
Основной задачей производственной санитарии является изучение причин,
условий и производственных факторов, отрицательно влияющих на здоровье
работающих, подготовка мероприятий, направленных на предупреждение
профессиональных заболеваний, о ...