Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Географическая экология

Диссертационная работа:

Спиридонов Евгений Геннадьевич. Прогноз пространственного формирования уровней загрязнения приземного слоя атмосферы в зоне обслуживания воздушного судна : Дис. ... д-ра техн. наук : 25.00.36 : Воронеж, 2004 283 c. РГБ ОД, 71:05-5/464

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 6

ВВЕДЕНИЕ 7

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ 12

  1. Показатели, характеризующие загрязнение атмосферы 12

  2. Экологическое воздействие воздушного транспорта на 18 окружающую среду

  3. Классификация и состав газообразных выбросов от 22 газотурбинных двигательных установок и турбовинтовых двигателей летательных аппаратов

  4. Определение категорий источников выбросов и степени 26 энергетического воздействия объекта на окружающую среду

  5. Акустическое воздействие воздушных судов на персонал 27 аэродромов и жителей приаэродромных территорий

  6. Воздействие средств аэродромно-технического обеспечения 29 полетов на окружающую среду

  7. Классификация и состав газообразных выбросов от 35 авиационных и автомобильных двигателей

  8. Показатель условной токсичности отработавших газов 39

  9. Недостатки существующей методики оценки загрязнения 42 окружающей среды в районе аэропорта

  10. Теория определения уровней загрязнения окружающей 47 среды приаэродромных территорий летательными аппаратами

2. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ СРЕДСТВ НАЗЕМНОГО 56 ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЁТОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

2.1 Образование вредных газообразных веществ в двигателях с 56 искровым зажиганием

  1. Образование вредных газообразных веществ и сажи в 59 дизельных двигателях

  2. Воздействие продуктов сгорания топлива на человека 63

  3. Классификация и анализ методов оценки негативного 67 воздействия средств наземного обеспечения полётов на окружающую среду

  4. Методика расчета выбросов вредных газообразных веществ 74 в атмосферу при эксплуатации средств наземного обеспечения полетов

МОДЕЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ ВОЗДУШНОЙ 80 СРЕДЫ ПРИАЭРОДРОМНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

  1. Формирование уровня концентраций загрязняющих веществ 82 на выходе из газотурбинной двигательной установки

  2. Диффузионная модель рассеивания легких загрязняющих 97 веществ

МОДЕЛЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ В ЗОНЕ 106 ОБСЛУЖИВАНИЯ ВОЗДУШНОГО СУДНА

і Моделирование процесса загрязнения воздуха средствами 106 наземного обеспечения полётов без учета работы воздушных судов в цикле «взлёт - посадка»

2 Комплексная оценка загрязнения приземного слоя НО атмосферы на площадке обслуживания и взлетно-посадочной полосе

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ' ИССЛЕДОВАНИЯ 122

ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

ОКРУЖАЮЩЕЙ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

ПРИАЭРОДРОМНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ГАЗООБРАЗНЫМИ ВЫБРОСАМИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

  1. Цель и программа экспериментальных работ 122

  2. Планирование экспериментальных исследований 124

  3. Методика экспериментов 128

  4. Методика обработки опытных данных 131

  5. Анализ результатов опыта по определению загрязнения 135 приаэродромных территорий

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 152

ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ
ВОЗДУШНЫМИ. СУДАМИ И СРЕДСТВАМИ

АЭРОДРОМНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

  1. Цель и программа проводимых экспериментов 152

  2. Обработка опытных данных 167

  3. Результаты опытов по определению загрязнения приземного 171 слоя атмосферы на технической позиции

  4. Формирование уровня загрязнения приземного слоя 183 атмосферы на технической позиции

  5. Методика прогнозирования состояния приземного слоя 185 атмосферы на технической позиции во время аэродромно-технического обеспечения полетов

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 190 ИССЛЕДОВАНИИЙ

  1. Методика прогнозирования состояния приземного слоя 190 атмосферы на технической позиции во время аэродромно-технического обеспечения полётов

  2. Уменьшение эмиссии вредных веществ в продуктах 195 сгорания автомобильного топлива

  3. Снижение числа средств аэродромно-технического 205 обеспечения полётов на автомобильном шасси

4 Мероприятия по обеспечению воздушного судна чистым 206 атмосферным воздухом

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 213 ИССЛЕДОВАНИЙ ПО РАЗРАБОТКЕ МЕТОДИКИ МОНИТОРИНГА И МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИАЭРОДРОМНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

  1. Методика прогнозирования формирования уровня 213 загрязнения воздушной среды от летательных аппаратов

  2. Развитие методики прогнозных оценок уровня загрязнения 220 приаэродромных территорий газообразными выбросами воздушных судов

  3. Алгоритм оценки уровней загрязнения приаэродромных 222 территорий газообразными веществами

  4. Методика оценки шума в зоне влияния аэродромов 224

  5. Разработка мероприятий по снижению шумов от 226 летательных аппаратов в цикле "взлет-посадка"

  6. Мероприятия по регулированию газовых выбросов в цикле 230 "взлет-посадка" при неблагоприятных метеорологических условиях

  7. Мониторинг окружающей среды приаэродромных 233 территорий

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 242

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 245

ПРИЛОЖЕНИЯ 269

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Сокращения: ГТДУ - газотурбинная двигательная установка; РД

- ракетные двигатели; ДВС - двигатели внутреннего сгорания;
ПДВ - предельно-допустимый выброс; ПДК - предельно-
допустимая концентрация; ПДУ - предельно-допустимый уровень;
ВС - воздушные суда; ЛА - летательные аппараты; ГТД -
газотурбинный двигатель; ТРД - турбореактивный двигатель; ТВД

- турбовинтовой двигатель.

Обозначения: п - число боротов двигателя, об/мин; q - расчетная концентрация, %; Н - высота, м; D - диаметр, м; С - концентрация, мг/м3; Ei - индекс эмиссии; L - длина, м; Р - давление, Па; р -плотность, кг/м ; V - объем, м ; t - время, с; W - скорость, м/с; а -угол, ; J - плотность потока, мг/м*с; D - коэффициент диффузии, м2/с.

\ I

Введение к работе:

Актуальность темы. Летательные аппараты являются мощным источником загрязнения воздушной среды газообразными веществами и в местах сосредоточения на аэродромах и стартовых площадках сравнимым по мощности выбросов с работой крупных промышленных предприятий. По сравнению с загрязнением, вносимым с окружающую среду наземным транспортом, доля от двигателей воздушных судов невысока, однако удельные выбросы, приведенные к одному летательному аппарату, на порядки выше нежели от двигателей внутреннего сгорания. Решению вопросов загрязнения атмосферы двигателями летательных аппаратов посвящены работы Борисова Н. И , Голицына Г.Г., Гланского F Ф., Жостовского Ю II., Иванова В. И., Цунко II. И.

Мониторинг окружающей среды приаэродромных территорий требует значительных затрат, поэтому прогнозирование загрязнения воздушной среды двигатепями летательных аппаратов на основе аналитических зависимостей является актуальной задачей. Кроме того, до настоящего времени не решена проблема акустического воздействия воздушных судов на персонал аэродромов и население приаэродромных территорий.

Целью настоящей работы является разработка методических основ моделирования и прогнозирования пространственного загрязнения окружающей воздушной среды приаэродромных территорий газообразными выбросами от двигателей воздушного транспорта, разработка и обоснование математической модели пространственного формирования загрязнения приземного слоя атмосферы на технической позиции обслуживания воздушного судна, создание методики расчета выбросов загрязняющих веществ от средств наземного обеспечения полетов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие

задачи:

создать математическую модель пространственного загрязнения атмосферы

приаэродромных территорий газообразными и твердыми выбросами от

двигателей воздушных судов и автомобильных двигателей на ограниченном

участке (технической позиции обслуживания воздушного судна);

разработать методик} эксперпмешлльпыч исследований уровня загрязнения

окружающей среды приаэродромных территорий:

установить новые эмпирические зависимости для расчета загрязнения

воздуха от работающих двигателей самолетов_ и средств аэродромно-

технического обеспечения полетов с учетом и\ік<^&&+Ш*Ф№^$Ь#іІсййложегия

| МБЛИОТЕХХ 1

! ysg^j

и погодно-климатических условии:

проверить адекватность математической модели реальным условиям загрязнения воздушного пространства и в зоне обслуживания воздушного судна средствами наземного обеспечения полетов (СНОП);

выработать методику прогнозирования загрязнения воздушной среды от двигателей воздушных судов;

разработать мероприятия по снижению вредного воздействия газообразных выбросов и генерируемого шума от летательных аппаратов на окружающую среду приаэродромных территорий;

разработка методики расчета по определению уровня загрязнения приземного слоя атмосферы на технической позиции обслуживания воздушного судна;

выработать предложения по осуществлению экологического мониторинга окружающей воздушной среды приаэродромных территорий.

разработка предложений пи обеспечению воздушного судна воздухом, из аэродромного кондиционера, очищенным от продуктов сгорания авиационного и автомобильного топлива;

обоснование мероприятий по нормализации состояния приземного слоя атмосферы на технической позиции во время проведения полетов. Научная новизна:

Разработка научно-методической основы прогноза пространственного загрязнения воздушной среды аэродромов и методология экспериментального определения концентрации вредных веществ при аэродромно-техническом обеспечении полетов для этих целей решены следующие взаимосвязанные задачи:

  1. Разработана математическая модель прогнозирования загрязнения воздушной среды аэродромов, отличающаяся от применяемых использованием при расчете фактора рассеивания вредных веществ, выбрасываемых двигателями воздушных судов и впервые предложены зависимости для определения категории источников выбросов и оценки степени воздействия двигателей воздушных судов на загрязнение атмосферного воздуха.

  2. Разработан алгоритм расчетов требуемого расхода воздуха в режиме "взлет-посадка" воздушных судов, снижающего концентрации загрязняющих веществ до уровня предельно допустимых концентраций.

  3. Предложены новые эмпирические зависимости, характеризующие динамику распространения вредных газообразных веществ во время работы средств наземного обеевечвнмялрлетоф и предложены алгоритм и методика расчета

-* **Г «0> '

поля концентрации вредных веществ на площадке обслуживания воздушного судна; 4. Разработаны положения по защите приземного слоя атмосферы в зонах обслуживания воздушных судов во время аэродромно-технического обеспечения полетов от продуктов сгорания топлива и обеспечению воздушного судна чистым воздухом, поступающим из аэродромного кондиционера.

На защиту выносятся указанные выше положения, составляющие научную новизну и вносящие вклад в решение народно-хозяйственных задач

Достоверность результатов. Определена использованием

закономерностей фундаментальных законов термодинамики, применением апробированных методов измерений. Для решения полученных систем уравнений применялись численные методы, достаточно хорошо зарекомендовавшие себя при решении задач подобного класса.

Адекватность математической модели подтверждается сходимостью с результатами экспериментальных исследований и работ других авторов. Практическое значение и реализация результатов исследований: опробована и внедрена методика расчета концентраций загрязняющих веществ над приаэродромными территориями в цикле "взлет-посадка" воздушных судов и определения категории источников выбросов;

разработана программа расчета на ЭВМ полей концентраций и требуемого расхода воздуха для снижения концентраций загрязняющих веществ до уровня ПДКмр;

опробована и внедрена методика для оценки степени воздействия двигателей воздушных судов на загрязнение атмосферного воздуха;

предложены мероприятия для снижения вредного воздействия двигателей летательных аппаратов на акустическою воздушную среду приаэродромных территорий;

разработаны рекомендации по размещению и количеству постов контроля за состоянием окружающей среды на приаэродромных территориях.

Апробация результатов исследований проводилась на VI

Международной научно-практической конференции, (г.Воронеж, ВГАСУ. 2003), Всероссийской научно-технической конференции «300 лет военному образованию России», (г.Воронеж, ВВЛИИ, 2001). Всероссийском постоянно действующем научно-технического семинаре «Экологическая безопасность регионов России и риск от техногенных аварий и катастроф» (г.Пенза, 2003), 45, 46 научно-технических конференциях ВВ \ИИ в 2001-2002 г.г.., в НИР

250002 «Безопасность -2», 250104 «Безопасность-3», «Контроль», «Контроль-В», «Техносфера» (на специальную тему)

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 22 научных работы (в соавторстве 6 работ) ( из них 3 монографии «Экологический мониторинг приземного слоя атмосферы (на примере г.Воронежа)»(Воронеж, ВГУ, 2001), «Экология техносферы» (Воронеж, ВГУ, 2003) и «Проблемы загрязнения приземного слоя атмосферы в зоне обслуживания воздушного судна»(Воронеж, ВВАИИ, 2004)) 2 учебных пособия («Аэродромно-техническое обеспечение безопасности полетов», часть 2 (Воронеж, ВВАИИ, 2002) и «Аэродромно-техническое обеспечение безопасности полетов», часть 3 (Воронеж, ВВАИИ, 2003)).

Личный вклад. Автор принимал непосредственное участие в сборе и обработке фондовых материалов геоэкологического характера. Участвовал в проведении замеров на аэродромах авиации, проводившихся на базе кафедры криогенных машин и установок Воронежского военного авиационного инженерного института.

Обработка исходного материала проводилась как при самостоятельных расчетах, так и на основе базы электронных таблиц Microsoft Excel 97 и программ Klass, Digger Gold.

Весь представляемый фактический материал обработан и представлен в виде текста и графического приложения

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, выводов, списка использованных источников из 276 наименований и содержит 283 страниц машинописного текста, 40 рисунков, 43 таблицы, 4 приложения.

Подобные работы
Симонова Наталья Леонидовна
Комплексный анализ формирования и прогноз загрязнения речных вод в бассейне Средней и Нижней Оби
Дьяков Сергей Александрович
Диагноз и прогноз уровня загрязнения атмосферы (На примере г. Воронежа)
Рылеева Евгения Михайловна
Снижение уровня загрязнения подземных вод горнопромышленного региона на основе сорбционной очистки промышленных стоков от тяжелых металлов
Раткин Николай Егорович
Закономерности и уровни аэротехногенного загрязнения ландшафтов Мурманской области и севера Скандинавии
Зиброва Надежда Владимировна
Геоэкологическая оценка кумулятивного эффекта локального загрязнения приземного слоя воздуха На примере г. Воронежа
Родюков Игорь Сергеевич
Геоэкологическая оценка приземного слоя атмосферы на территории аэродромного комплекса
Цыдыпов Вадим Владимирович
Исследование динамики газовых и аэрозольных примесей в приземном слое атмосферы города : На примере г. Улан-Удэ
Литовка Наталья Ивановна
Анализ и прогноз динамики режима осадков и температуры воздуха в приземном слое атмосферы в степной зоне КБР на основе временных рядов
Деркач Дмитрий Васильевич
Исследование изменения и прогноз режима осадков и температуры воздуха в приземном слое атмосферы прибрежной и степной зон Краснодарского края
Фирсов Павел Борисович
Условия формирования и и разработка метода прогноза нагонов в северной части Японского моря

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net