2015-10-22
2918
При полном сгорании топлива в двигателях внутреннего сгорания протекает химическая реакция (реакция (2.1) приведена на примере октана - С8Н18):
С8Н18 + 12,5О2 ® 8СО2 + 9Н2О(г) + 47N2 - 5062 кDж/моль (2.1)
ВНИМАНИЕ!!! В отличие от стационарных систем, в двигателях внутреннего сгорания (закрытая система) продолжительность горения ограничена долями секунды, а холодные стенки камеры не дают возможность топливу сгорать полностью.
Это приводит к образованию и выбросу в атмосферу продуктов неполного сгорания: СО и несгоревших активных углеводородов.
На долю автомобильного транспорта в настоящее время приходится 53 - 63% выбросов углеводородов. При этом для автомобилей (системы ДТТО) на выхлопные газы приходится >50% этих выбросов, на испарение из бака и карбюратора - 20%, а из картера 25% углеводорода. Степень сжатия в Дизеле топливной смеси выше, чем в бензиновом двигателе, хотя максимальная температура примерно одинакова в обоих случаях и равна приблизительно 2200оС. Состав отработанных газов двигателей приведен в таблице 4.2.
|
|
|
Таблица 4.2.
Состав отработанных газов бензиновых и дизельных двигателей (% по объему)
| Компоненты отработанных газов | Бензиновый двигатель | Дизельный двигатель |
| N2 | 74-77 | 76-78 |
| О2 | 0,3-8,0 | 2-18 |
| Пары Н2О | 3,0-5,0 | 0,5-4,0 |
| СО2 | 5,0-12 | 1,0-10,0 |
| СО | 5,0-10 | 0,01-0,5 |
| NO + NO2 | 0-0,8 | 0,00002-0,5 |
| Углеводороды | 0,2-3,0 | 0,009-0,5 |
| Альдегиды | 0-0,2 | 0,001-0,009 |
| Сажа (г/м3) | 0-0,04 | 0,1-1,1 |
ЗАПОМНИТЕ!!! Количество несгоревших углеводородов в отработанных газах бензинового двигателя на холостом ходу, при крейсерской скорости, ускорении и торможении находится в следующем соотношении 2,3: 1,0: 1,3: 9,2
ВНИМАНИЕ!!! При транспортировке и заправке автомобилей ежегодно в атмосферу поступает 1,4×106 тонн углеводородов (блок «Химия).
Химические соединения, источник которых находится на уровне земли, быстро смешиваются с воздухом нижних слоев атмосферы(1.1.) (тропосферы(1.2.)). Они называются первичными загрязняющими веществами (4.3.)
| Первичные загрязняющие вещества(4.3.) - химические соединения, источник которых находится на уровне земли. |
Некоторые из них вступают в химические реакции с другими загрязняющими веществами или с основными компонентами воздуха (кислородом, азотом и водяным паром), образуя вторичные загрязняющие вещества(4.4.).
| Вторичные загрязняющие вещества (4.4.) - соединения, образовавшиеся в результате химических реакций с другими загрязняющими веществами или с основными компонентами воздуха. |
В результате наблюдаются такие явления, как фотохимический смог (4.5), кислотные дожди и образование озона в приземном слое атмосферы (1.1.). Источником энергии для этих реакций служит солнечная радиация. Вторичные загрязняющие вещества (4.4.), содержащиеся в атмосфере - фотохимические окислители и кислоты – представляют главную опасность для здоровья человека и глобальных изменений окружающей среды.
|
|
|
Загрязнение воздуха за счет сжигания топлива оказывает вредное воздействие на живые организмы несколькими путями:
1) доставляя аэрозольные частицы и ядовитые газы в дыхательную систему человека и животных и в листья растений;
2) повышая кислотность атмосферных осадков, которая, в свою очередь, влияет на изменение химического состава почв и воды;
3) стимулируя такие химические реакции в атмосфере, которые приводят к увеличению продолжительности облучения живых организмов вредоносными солнечными лучами;
4) изменяя в глобальном масштабе состав и температуру атмосферы (см. Лекция №1) и создавая, таким образом, условия, неблагоприятные для выживания организмов.
