Основы экологии и энергосбережения

Исходя из ветроэнергетического потенциала только в Минской области насчитывается 1076 строительных площадок под размещение на каждой от 3 до 10 ВЭУ континентального базирования мощностью до 1000 кВт. Среднегодовая выработка только 10% этих ВЭУ в статистическом распределении  времени работы в номинальном  режиме от 2500 до 3300 часов в год  на срок эксплуатации установок составляет около 2676 млн кВт(ч. Соответственно среднегодовая экономия жидкого  топлива составит более 800 тыс. тонн. Сроки окупаемости капитальных  вложений в ветротехнику сопоставимы  со сроками окупаемости малых  гидроэлектростанций, парогазовых  и газо-мазутных электростанций и  значительно ниже данных сроков для  угольных, атомных и дизельных  электростанций. По завершении срока  окупаемости затраты на эксплуатацию ВЭУ неизмеримо ниже аналогичных  затрат для электростанций, работающих на жидком, газообразном, твердом и  ядерном топливе, т.к. не нуждаются  в поставках ископаемых источников энергии. Следует учитывать, что  ветроэнергетическая отрасль за счет каждой ВЭУ начинает вырабатывать энергию немедленно после монтажа  и при этом не требует гигантских единовременных капитальных вложений, также как и концентрированных  вложений при заменах по завершении сроков эксплуатации каждой отдельной  ВЭУ. Основными препятствиями к  развитию ветроэнергетики в Беларуси как путем внедрения зарубежной ветротехники континентального базирования, так и посредством организации  производства собственных ВЭУ остаются проблемы финансирования работ по созданию ВЭУ и ВЭС, тарифной и налоговой  политики, отсутствия льгот при закупке  и эксплуатации ветроэнергетического оборудования, стандартизации и сертификации продукции.

 

 

 

 

Контрольные задачи.

 

Задача (II тип). Рассчитать массу выбросов вредных веществ в ВОЗДУХ, поступающих от автотранспорта, и количество чистого воздуха, необходимое для разбавлении пыле лившихся вредных веществ и обеспечении санитарно допустимых УСЛОВИЙ окружающей среды на участке автотрассы.

 

Вариант данных для расчета	Протяженность участка l1, м	Временной интервал, мин
8	3000	1440

Результаты  промежуточных расчетов следует  оформлять в виде таблице (табл.1-5).

 

 

Решения задачи.

Рассчитаем  количество выбросов вредных веществ в воздух, поступающее от автотранспорта на участке автотрассы, если протяженность участка составляет 3 км, а временной интервал – 1440 мин.

1. Определяем  количество единиц автотранспорта, проходящею по участку в течение  1440 мин. Затем рассчитывают количество единиц автотранспорта за 1 ч. Делим на 24 полученный результат. Рассчитываем общий путь (L, км), пройденный количеством автомобилей каждою типа за 1 ч. по формуле:

 

где — количество автомобилей каждого типа; ( - обозначение типа автотранспорта для легковых автомобилей, для грузовых автомобилей; для автобусов; для дизельных грузовых автомобилей);

длина участка, км (по условию равна 1 км).

Данные  расчетов по каждому типу автотранспорта заносим в табл. 1.

			табл. 1.
Тин автотранспорта	Всею за 1444 мин, ед.	За час ед.	Общий путь за 1 ч.,L,км
1.Легковой автомобиль	263	10.96	32.875
2.Грузовой автомобиль	3	0.125	3
3.Автобус	2	0.08	0.25
4.Дизельный грузовой автомобиль	1	0.042	0.125

Рассчитываем количество топлива (Q_i ,л), сжигаемого двигателями автомашин, по формуле

 

где — общий путь каждого вида автотранспорта за 1 ч; — удельный расход топлива.

 

 

 

 

Полученный результат заносим в табл. 2

Количество сожженного топлива по видам транспортных средств		табл. 2
Тин автотранспорта
1.Легковой автомобиль	32.875	3.945
2.Грузовой автомобиль	3
3.Автобус	0.25
4.Дизельный грузовой автомобиль	0.125
Всего		5,02125

 

Определяем общее количество сожженного топлива каждого вида () при условии использования вида топлива каждым типом автотранспорта в соотношении N_б/N_д (N — количество автомобилей с бензиновым (б) или дизельным (д) двигателем).

Результаты  заносим в табл.3.

Количество сожженного бензина и  дизельного топлива			табл.3.
Тин автотранспорта	Тип двигателя, Nб/Nд	Бензин,л	Дизтопливо,л
1.Легковой автомобиль	9/1.96	4,1234505	0,8977995
2.Грузовой автомобиль	0.125/0	0.125	---
3.Автобус	0/0.08	---	0.08
4.Дизельный грузовой автомобиль	0/0.042	---	0.042
Всего		4,2484505	1,0197995

 

Рассчитываем количество каждого из выделившихся вредных веществ но каждому виду топлива. Результаты заносим в табл.4

 

Количество каждого из выделившихся вредных веществ но каждому виду топлива				табл.4
Вид топлива	Всего,л	СО	Углевадороды(С5Н12)	NO2
Бензин	4,2484505	2,411	0,425	0,17
Диз топливо	1,0197995	0,102	0,031	0,041
Всего (V)		2,513	0,456	0,211

 

Рассчитываем массу выделившихся вредных веществ (т, г) но формуле

 

где М— молярная масса вещества;

V — количество выделившихся вредных веществ, л.

 

М(СО) = 12+16 = 28;

М(С₅Н₁₂)=5*12+1*12 = 72;

М(К0₂)= 14+16*2 = 46.

2. Рассчитываем количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ и для обеспечения санитарно допустимых условий окружающей среды. Результаты заносим в табл.5

 

Масса вредных веществ, выделившихся в атмосферу из-за работы автотранспорта			табл.5
Вид топлива	Масса,г	Количество воздуха,м3	КПД мг/м3
СО	70,364	14072,8	5
С5Н12	32,832	328,32	100
NO2	9,706	114188,24	0,085

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант данных для расчета	7
Объем воды, л	130

Задача (тип XI). Рассчитать, до какой температуры нагреют отходящие топочные газы воду различных объемов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение задачи.

Пусть объем  нагреваемой воды равен 130 л. Рассчитаем, до какой температуры нагревают его отходящие топочные газы, используя следующую формулу:

 

 

 

где        G_Н2О - масса воды (равна объему воды V_Н2О, л);

С_Н2О - теплоемкость воды = 4,19 кДж/кг;

t_н ,t_кон  - начальная и конечная температура воды, t_H = 20°С;

р - плотность воды, р= 1 кг/л;

  -количество тепла, необходимое для испарения влаги из топлива;

  - потери тепла при оптимальном поступлении воздуха.

В качестве твердого бытового топлива будем  использовать дрова массой 
, теплотворность которых , влажность топлива в помещении при температуре t_окр,ср =20⁰ С составляет W_дров =7 %, теплота испарения . Избыток воздуха = 10 % от теоретического.

Общее количество тепла при сгорании топлива:

 

Рассчитаем  количество влаги в топливе:

 

Количество  тепла, необходимое для испарения  влаги из топлива:

 

Потери  тепла при оптимальном поступлении  воздуха:

 ккал

Тогда из уравнения выведем температуру, до которой нагреется заданный объем  воды отходящими газами:

 

 

 

 

 

 

Ответ: до температуры  ⁰С.