Исследовательская работа «Модернизация системы очистки выхлопных газов как возможный способ эффективной работы катализатора автомобиля»

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………...2

•         ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА………………....3

•         Экологическая чистота топлива…………………………….………………………….3

•         ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе...……………………………………..4

•         Влияние показателей качества автомобильного бензина и дизельного топлива на состояние окружающей среды…………………………………………………………5

•         ПРИНЦИП РАБОТЫ НЕЙТРАЛИЗАТОРА ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОВ………….6

•         Принцип работы и структура каталитического нейтрализатора ……………………6

•         Особенности работы катализатора…………………………………………….………7

•         ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ  И ЧИСТОГО ВОЗДУХА НА ПРИЛЕГАЮЩЕЙ ТЕРРИТОРИИ ШКОЛЫ……….….8

•         Оценка географического положения прилегающей территории МБОУ СОШ№3…8

•         Определение интенсивности потока автомобильного транспорта на прилегающей территории МБОУ СОШ № 3…………………………………………………………..8

•                     Социальный опрос………………….……………………………………………….8

•                     Определение концентрации автотранспорта на прилегающей территории здания школы………………………………………………………………….…….9

•         Расчетная оценка количества выбросов вредных веществ и количества чистого воздуха, необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ от автотранспорта на прилегающей территории школы……………………..…………9

•         МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЯ………………………………………………………………………..10

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………...11

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………..12

ПРИЛОЖЕНИЕ 1……………………………...………………………………………13

ПРИЛОЖЕНИЕ 2……………………………………………………..……………….14

ПРИЛОЖЕНИЕ 3………………………………………………………………...……15

ПРИЛОЖЕНИЕ 4……………………………………………………………….……..16

Исследовательская работа: «Модернизация системы очистки выхлопных газов как возможный способ эффективной работы катализатора автомобиля»

Автор: Гузеев Максим Алексеевич,

Россия, Мурманская область, Печенгский район, пгт. Никель

МБОУ СОШ № 3, 10а класс

Научный руководитель: Харченко Мария Анатольевна, учитель технологии;

                           Зайцева Елена Викторовна, учитель химии

ВВЕДЕНИЕ

Вследствие загрязнения атмосферы вредными веществами отработанных газов двигателей внутреннего сгорания, зоной экологического бедствия для населения страны становятся массовые скопления работающих автомобилей в локализованном участке.

Территория нашей школы подвергается загрязнению продуктами сгорания топлива в двигателях автомобилей, особенно в зимний период. Именно в это время наблюдается большое количество автотранспорта возле школы. Это связанно с тем, что в холодное время года большинство семей обучающихся пользуется автомобильным транспортом.

Автотранспорт в процессе функционирования оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую воздушную среду и здоровье человека: он выделяет с отработанными газами токсичные вещества.

Поэтому модернизация системы очистки выхлопных газов как возможный способ эффективной работы катализатора автомобиля является актуальной темой.

Цель исследования:

 Определить количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта в локализованном участке и количество чистого воздуха, необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ  (на примере прилегающего участка территории школы), разработать рационализаторское предложение.

В связи с целью исследования были определены следующие задачи исследования:

1. Провести экологический анализ  основных видов топлива: бензина и дизельного топлива.

2. Изучить принцип работы автомобильного катализатора_.

3. Расчетным путем выявить количество выбросов вредных веществ в воздух от автотранспорта в локализованном участке и количество чистого воздуха, необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ (на примере прилегающего участка территории школы).

4. Доказать возможность эффективной работы модернизированной системы очистки выхлопных газов автомобиля для уменьшения доли токсичных веществ, выделяемых в атмосферу.

Объект исследования –  нейтрализатор отработанных газов в системе очистки выхлопных газов автомобиля.

Предмет исследования – выхлопные газы автомобиля.

Проблема  - неэффективная работа системы очистки отработанных газов автомобиля с бензиновым двигателем на холостом ходу и малых скоростях.

Новизна исследования заключается:

1. Доля гибридных и электрических автомобилей составляет 1,2% от мирового производства автомобилей.

2. Катализатор начинает работать при температуре не менее 250 С⁰ , что говорит о неэффективности системы очистки выхлопных газов при движении на малых скоростях и холостом ходу.

Для решения поставленных задач использован комплекс  теоретических, эмпирических  и практических методов  исследования:

 теоретические: анализ и синтез, обобщение и интерпретация  научно – технической литературы;

эмпирические: опрос населения;

практические: расчетная оценка, разработка рационализаторского предложения.

 Теоретическая значимость исследования заключается в систематизации и анализе материалов  по теме  исследования.

Практическая значимость исследования заключается в  том, что модернизированная система очистки выхлопных газов автомобиля  может быть использована в автомобилестроении для уменьшения доли токсичных веществ, выделяемых в атмосферу автотранспортом при движении на малых скоростях и на холостом ходу.

 ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ВИДОВ ТОПЛИВА.

1.1. Экологическая чистота топлива.

 Для топлива как продукта общественного труда экологическая чистота является сложным комплексным свойством, проявляющимся при хранении, транспортировке, перекачке и непосредственно в процессе сжигания.

Под свойством топлива «экологическая чистота» следует понимать такое состояние горючего, при котором на всех этапах своего жизненного цикла оно не оказывает или оказывает минимально допустимое негативное воздействие на окружающую среду и не создает угрозы жизни и существованию людей, фауне и флоре.

Сложным и комплексным данное свойство топлива является потому, что в одних условиях использования, например при хранении, транспортировке и перекачке, в окружающую среду поступают одни загрязнители, в то время как при сжигании топлива  образуются и выбрасываются другие загрязнители. В связи с этими показателями экологическую чистоту топлива следует условно рассматривать как две взаимосвязанные составляющие: до и во время сжигания топлива, при этом последняя составляющая является более значимой.

Анализ нормативных документов, определяющих качество углеводородного топлива, показывает, что ни один из них не содержит сведений о таком свойстве топлива, как «экологическая чистота», в связи с чем не нормируется и ее численное значение (т. е. показатель). Следует констатировать, что отдельные косвенные показатели, по которым можно судить об экологической чистоте используемого топлива, в этих нормативных документах все же присутствуют. Так, для углеводородных топлив указывается химический состав горючей части, и нормируются содержание в них вредных примесей и минеральных включений. В настоящее время для газового топлива нормируется содержание сероводорода (H₂S) и азота (N₂); для жидких нефтяных топлив – серы (S₂), углерода (С), ванадия (V), кислот и щелочей, кроме того, для бензинов – марганца (Mn) и свинца (Pb), а для углей – вредные компоненты в минеральной части (1).

Вывод:  при рассмотрении экологической чистоты топлива более значимыми являются показатели во время его сжигания.

1.2. ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе.

 Для всех, загрязняющих веществ существуют нормы ПДК  веществ в воздухе. ПДК- это предельно допустимая концентрация химических элементов и их соединений в воздухе, которая не вызывает негативных последствий у живых организмов. Нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ утверждаются в законодательном порядке и контролируются санитарно-эпидемиологическими службами (в России – Роспотребнадзором) при помощи токсикологических исследований. ПДК каждого опасного для здоровья вещества входит в государственные санитарно – эпидемиологические правила и нормативы (ГН 2.1.6.1338-03 Минздрава России).  Величина ПДК для воздуха измеряется в мг/м3, также предельно допустимая концентрация существует для воды, почвы и продуктов питания (2). ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе бывает 2 видов:

- ПДКМР – максимальная разовая концентрация вещества. Она не должна влиять на живые организмы в течение 20–30 минут.

- ПДКСС – среднесуточная концентрация. Эта ПДК не должна оказывать отрицательного воздействия на живые организмы в течение неопределенно долгого времени.

Вывод:  ПДК каждого опасного для здоровья вещества входит в ГН 2.1.6.1338-03 Минздрава России,  соблюдение которых является обязательным.

 1.3. Влияние показателей качества автомобильного бензина и дизельного топлива на состояние окружающей среды.

 Из всех токсичных веществ выхлопных газов наибольшую опасность для человека представляют оксиды углерода, углеводороды, альдегиды, которые влияют на кровеносную, нервную и мочеполовую системы, вызывают отравление организма, астму, задержку умственного развития у детей. Способны вызывать мутации, образование злокачественных опухолей.

 Токсичные вещества также поражают растительность. Вредные вещества действуют как непосредственно на зеленые части растений, разрушая хлорофилл и структуру клеток, а также попадая через почву в корневую систему и действуя через нее на все растение. Загрязняющие газообразные вещества в разной степени влияют на состояние растительности. Одни лишь повреждают листья и побеги, как окись углерода, другие вызывают гибель растений, как диоксид серы, под воздействием которого в первую очередь страдают хвойные деревья.

 В результате воздействия высокотоксичных загрязнителей на растения отмечается замедление их роста, образование некроза на концах листьев, выход из строя органов ассимиляции. Увеличение поверхности поврежденных листьев может привести к снижению расхода влаги из почвы и общей ее переувлажненности, что скажется на среде обитания живых организмов.

Основную массу автомобильных бензинов в России вырабатывают по ГОСТ  Р 51105–97 и ГОСТ Р 51866–2002  и по стандартам организации (СТО). В связи с увеличением доли легкового транспорта в общем объеме автомобильного парка наблюдается постоянная тенденция снижения потребности в низкооктановых бензинах и увеличения потребления высокооктановых (1).

 Автомобильные двигатели вместе с отработавшими газами выбрасывают в атмосферу большое количество вредных веществ.  Необходимо заметить, что общее количество токсичных веществ, выделяемых при сгорании топлива в дизельном двигателе в несколько раз меньше, чем в бензиновом  двигателе (приложение 1,таблица 1).

Состав отработанных  газов так же существенно зависит от режимов работы двигателя (приложение 1,таблица 2).

Вывод: приведенные данные показывают, что на холостом ходу и при замедлении в отработавших газах значительно возрастает количество оксида углерода, углеводородов, а также альдегидов.   

 ГЛАВА 2. ПРИНЦИП РАБОТЫ НЕЙТРАЛИЗАТОРА ОТРАБОТАННЫХ ГАЗОВ.

2.1. Принцип работы и структура каталитического нейтрализатора.

 В целях сокращения выбросов, современные автомобильные двигатели тщательно контролируют количество сжигаемого ими топлива. Их задача - сохранить соотношение "воздух-топливо" как можно ближе к идеальной точке, называемой стехиометрической. Теоретически, при этом соотношении все топливо сгорит с использованием всего имеющегося в воздухе кислорода. Для бензина стоихиометрический коэффициент - около 14,7:1, что значит, что при сожжении одной единицы бензина будет сожжено 14,7 единицы воздуха. Фактически во время езды сгорание топливной смеси немного отличается от идеального соотношения. Иногда смесь может быть бедной (при коэффициенте "воздух-топливо" выше, чем 14,7), или, наоборот, насыщенной (при более низком коэффициенте). 

На рисунке 1 (приложение 2) показана зона эффективной работы нейтрализатора. Заштрихованная область — зона «стехиометрической» смеси, по оси абсцисс (В) отображено отношение «воздух-топливо», по оси ординат (А) – эффективность работы нейтрализатора.

В зоне «богатых» смесей — от 10 до 14,6 преобладают высокие концентрации оксида азота (NОх) и низкие СО и СН. 

 Каталитический нейтрализатор – это простое устройство, в котором происходит сложный химический процесс. Внутри корпуса из нержавеющей стали находится керамический или металлический "кирпич", имеющий сотовую структуру. У этого монолита огромная площадь поверхности, причем вся она покрыта тончайшим слоем специального сплава – собственно катализатора, содержащего платину, родий и палладий. Именно эти драгоценные металлы отвечают за свойства катализатора, они же определяют его высокую стоимость. Выхлопные газы "омывают" поверхность монолита, и, когда температура достигает "критического" значения 250° С, начинается каталитическая реакция. Окись углерода превращается в двуокись (углекислый газ), углеводороды превращаются в воду и опять же двуокись углерода, а окислы азота превращаются в воду и азот (приложение 2, рисунок 2). Все это для окружающей среды менее вредно (3).

 Большинство современных выхлопных систем в автомобилях оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному для каждого из веществ, выброс которых необходимо уменьшить.

Восстанавливающий катализатор - первый этап каталитического преобразователя. Он использует платину и родий, чтобы уменьшить выбросы NO₂. Когда молекула NO или NO₂ встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород - O₂. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя N₂.

Окислительный катализатор - второй этап каталитического преобразователя. Он снижает количество несгоревшего топлива и окиси углерода в результате их сжигания (окисления) с помощью таких катализаторов, как платина и палладий. Этот катализатор также помогает СО вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ СО₂.

 Третьим этапом преобразования является система управления, которая контролирует поток выхлопных газов и использует эту информацию для управления системой впрыска топлива. Один датчик кислорода установлен выше автомобильного катализатора, то есть ближе к двигателю, чем сам преобразователь. Этот датчик говорит компьютеру двигателя, сколько кислорода содержится в выхлопе. Компьютер двигателя уменьшает или увеличивает количество кислорода в выхлопных газах за счет регулировки количества воздуха, поступающего к топливу. Эта схема позволяет контролировать двигатель компьютера, чтобы убедиться, что двигатель работает на соотношении, близком к стехиометрической точке, а также чтобы убедиться, что в выхлопных газах достаточно кислорода для работы окислительного катализатора для окисления несгоревших углеводородов и СО (4).

Вывод: каталитическая реакция в нейтрализаторе отработанных газов начинается при температуре 250 С⁰.

2.2. Особенности работы катализатора.

Своей максимальной эффективности катализатор достигает при температуре  750 С⁰. Химические реакции, происходящие внутри конвектора,  тоже выделяют тепло, разогревая его и заставляя работать на полную мощность при переработке молекул газа. В таких условиях каталитический нейтрализатор обезвреживает 99% токсичных газов. На холостом ходу и малых скоростях раскаленные токсичные газы выходят из двигателя при средней температуре 500 С⁰. Но пройдя расстояние по выхлопной трубе до катализатора, они остывают до 200 – 250С⁰.

На сегодняшний день практически все производители легковых автомобилей располагают катализатор на значительном расстоянии от двигателя (рисунок 2), пытаясь повысить процент продаж автомобилей, так как при расположении катализатора вблизи коллектора двигателя снижается мощность мотора от 3 до 8 %. Следовательно, на холостом ходу и малых скоростях температура в катализаторе не достигает рабочих показателей - каталитический нейтрализатор работает неэффективно. Степень превращения реагентов отработанного газа в зависимости от температуры реакции при сжигании компонентов в пламени в присутствии катализатора приведено на графике 1 (приложение 2).

Вывод: катализатор, расположенный в автомобиле традиционным способом при движении на малых скоростях и  на холостом ходу не обезвреживает токсичные газы.    

 ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ  И ЧИСТОГО ВОЗДУХА НА ПРИЛЕГАЮЩЕЙ ТЕРРИТОРИИ ШКОЛЫ.

 3.1. Оценка географического положения прилегающей территории МБОУ СОШ№3.

1.МБОУ СОШ№3 находится в центре пгт. Никель и примыкает к  площади Ленина.

2. Участок дороги, прилегающий к зданию школы, связывает главные улицы поселка – проспект Гвардейский, улицу Победы, улицу Бредова.

3. В центре поселка самая развитая инфраструктура.

4.На прилегающей территории находится автобусная остановка  (приложение 3, рисунок 3).

Вывод: участок, прилегающий к школе, является оживленным для автотранспорта.

3.2. Определение интенсивности потока автомобильного транспорта на прилегающей территории МБОУ СОШ № 3.

Для определение интенсивности потока автомобильного транспорта на прилегающей территории МБОУ СОШ № 3 нами был проведены:

3.2.1. Социальный опрос

Цель опроса: выявить количество, частоту и вид автотранспорта, останавливающегося  на территории школы (приложение 3, диаграмма 1).

Количество респондентов: 544

Вывод: 392 обучающихся пользуются автотранспортом, 152 ходят в школу пешком. Из 392 опрошенных автомобиль с бензиновым двигателем имеют 345 семей, с дизельным двигателем 47.  211 респондентов пользуются автотранспортом для подвоза в школу постоянно, 181 время от времени.

3.2.2. Определение концентрации автотранспорта на прилегающей территории здания школы.

Цель: выявление дня недели максимальной загруженности автотранспортом прилегающей территории здания школы (приложение 4, таблица 3).

Вывод: самая высокая концентрация автотранспорта на прилегающей территории здания школы наблюдается в понедельник – 104 единицы, самая низкая в субботу – 65 единиц.

3.3. Расчетная оценка количества выбросов вредных веществ и количества чистого воздуха, необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ от автотранспорта на прилегающей территории школы.

Ход работы

1. Определить участок дороги около школы протяженностью 100 м. и посчитать число единиц автотранспорта, проходящего по участку за час (N).

2. Определить тип двигателя автотранспорта, проходящего по участку  и рассчитать общий путь (S), пройденный всеми машинами за 1 час: S=N*100 м.

3. Рассчитать количество топлива, сжигаемого двигателями автомашин (R), R=S Х K, где К – расход топлива на 1 км пути в литрах, для бензиновых двигателей = 0,1 л, для дизельных = 0,05 л.

4. Рассчитать количество выделившихся вредных веществ на выбранном участке дороги. Бензиновые двигатели: 0,6 л - СО; 0,1 л - УВ; 0,04 л – NО₂.  Дизельные двигатели: 0,15 л - СО; 0,025 л - УВ; 0,01 л – NО₂;

5. Определить массу выделившихся веществ по формуле: m=Vх М/Vm;

6. Рассчитать количество выбросов вредных веществ в атмосферу в понедельник на прилегающей территории здания школы;

7. Рассчитать количество чистого воздуха, необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно допустимых условий окружающей среды по формуле: V= m х 1000/ ПДК , где m– масса вредных веществ (г), ПДК– предельно допустимая концентрация вредных веществ (мг/м³).

Расчеты для автомобилей с бензиновым двигателем внутреннего сгорания:

1. N = 90 единиц за час	4. СО = 0,6 л х 9 км =5,4 л за 1 час
2. S = 90 х 100 = 9000 м = 9 км	УВ = 0,1 л х 9 км = 0,9  л за 1 час
3. R = 9 х 0, 1 =  0,9 л	NO2 = 0,04 х 9 км = 0,36 л за 1 час
5. m (CO) = 5,4 x 28/22.4 = 6,75 г.; m (C5H12) = 0,9 x 72/22,4= 2,89 г.; M (NO2) = 0,36 х 46/22,4= 0,74 г.

Расчеты для автомобилей с дизельным двигателем внутреннего сгорания:

1. N = 8 единиц за час	4. CO = 0,15 х 0,8 км = 0,12 л за 1 час
2. S = 8 х 100 = 800 м = 0,8 км	УВ = 0,025 х 0,8 км = 0,02 л за 1 час
3. R = 0,8 х 0,05 = 0,04 л	NO2 = 0,01 х 0,8 = 0,008 л за 1 час
5. m (CO) = 0,12 х 28/22.4 = 0,15 г.; m (C5H12) = 0,02 х 72/22,4 = 0,06 г. M (NO2) = 0,008 х 46/22,4 = 0,016 г.

6. Рассчитаем количество выбросов вредных веществ в атмосферу в понедельник на прилегающей территории здания школы (приложение 4, таблица 4).

Вывод: выбросы вредных веществ в атмосферу дизельного топлива меньше, чем выбросы бензинового топлива.

7. Рассчитаем количество чистого воздуха, необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ (приложение 4, таблица 5). Учитывая средний рост обучающихся (1,50 м), ширину дороги (10м) и протяжённость исследуемого участка (100 м), рассчитываем  доступное количество воздуха для разбавления выделившихся вредных веществ: V= 1,50*10*100 = 1500 (м3)

 Выводы:

1. На исследуемом участке автомобильной дороги чистого воздуха недостаточно для разбавления вредных веществ, выделяющихся при работе двигателей автомобилей. Учитывая близость к дороге школы и жилых домов, исследуемый участок можно отнести к экологически вредным.

 2.В целях обеспечения благоприятной экологической обстановки требуется модернизация системы очистки выхлопных газов бензиновых двигателей.

 ГЛАВА 4. МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЯ

 4.1. Разработка рационализаторского предложения.

Исследование показало:

 1.На холостом ходу и при замедлении в отработавших газах значительно возрастает количество оксида углерода, углеводородов, а также альдегидов;

2. Катализатор, расположенный в автомобиле традиционным способом при движении на малых скоростях и  на холостом ходу неэффективно обезвреживает токсичные газы;

 3. Катализатор начинает работать при температуре 250 С⁰;

 4.  Средняя температура газов на холостом ходу и малых скоростях при выходе из выхлопного клапана коллектора составляет 500 С⁰;

 5. Катализатор в системе очистки выхлопных газов расположен на значительном расстоянии от двигателя.           

Опираясь на данные исследования, мы разработали рационализаторское предложение: модернизировать систему очистки выхлопных газов автомобиля путем переноса автомобильного катализатора как можно ближе к выпускному коллектору (приложение 4, рисунок 5): газы, имея на выходе из коллектора температуру 500 С⁰ не успеют охладиться и химические реакции, происходящие внутри конвектора,  тоже выделят тепло, разогревая катализатор до рабочих температур.

Рассмотрим график 1 (приложение 2): при температуре каталитической реакции в 500 С⁰  обезвреживание СО и углеводородов без сжигания в пламени достигнет 99%.

Минусами модернизации будет являться сокращенный срок эксплуатации каталитического нейтрализатора. Под постоянным воздействием высоких температур срок его эксплуатации сократится.

Вывод: модернизация системы очистки выхлопных газов может позволить снизить долю токсичных веществ в атмосфере, при этом срок службы каталитического нейтрализатора сократится.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. При рассмотрении экологической чистоты топлива более значимыми являются показатели во время его сжигания.

2. ПДК каждого опасного для здоровья вещества входит в ГН 2.1.6.1338-03 Минздрава России,  соблюдение которых является обязательным.

3. На холостом ходу и при замедлении в отработавших газах значительно возрастает количество оксида углерода, углеводородов, а также альдегидов.

4. Каталитическая реакция в нейтрализаторе отработанных газов начинается при температуре 250 С⁰.

5. Катализатор, расположенный в автомобиле традиционным способом при движении на малых скоростях и  на холостом ходу не обезвреживает токсичные газы.    

6. Доказано, что участок, прилегающий к школе, является оживленным для автотранспорта.

7. Большинство респондентов пользуется автотранспортом для подвоза в школу постоянно на автомобилях с бензиновым двигателем.

8. Выбросов вредных веществ в атмосферу дизельного топлива меньше, чем выбросов бензинового топлива.

9.  На исследуемом участке автомобильной дороги чистого воздуха недостаточно для разбавления вредных веществ, выделяющихся при работе двигателей автомобилей. Учитывая близость к дороге школы и жилых домов, исследуемый участок можно отнести к экологически вредным.

10. Модернизация системы очистки выхлопных газов может позволит снизить долю токсичных веществ в атмосфере, при этом срок службы каталитического нейтрализатора сократится.

 На примере расчетной оценки количества выбросов вредных веществ в воздух и количества чистого воздуха, необходимого для разбавления выделившихся вредных веществ от автотранспорта на прилегающей территории школы доказано, что необходимо вносить коррективы в систему очистки выхлопных газов автомобиля на бензиновом двигателе.

В результате: решение проблемы найдено, цель достигнута, задачи решены.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

•         Виноградов О. В., Карелина А. С. Статья «Влияние показателей качества автомобильного бензина и дизельного топлива на состояние окружающей среды» // Молодой ученый. — 2016. — №8. — С. 194-199. — URL https://moluch.ru/archive/112/28244/.

•         ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с Изменением N 1)

•         Статья «Каталитический нейтрализатор. Принцип работы и неисправности», — URL http://avto74.com/kataliticheskiy_neytralizator._prin

•         Статья «Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе», — URL (http://autorelease.ru/articles/109-automobile/374-avtomobilnyj-katalizator-i-ego-rol-v-vyxlopnoj-sisteme.html.

Приложение 1

Таблица 1

Состав отработавших газов

Компоненты выхлопного газа	Бензиновые двигатели	Дизельные двигатели	Примечание
Азот	74,0-77,0	76,0-78,0	нетоксичен
Кислород	0,3-8,0	2,0-18,0	нетоксичен
Пары воды	3,0-5,5	0,5-4,0	нетоксичен
Диоксид углерод	5,0-12,0	1,0-10,0	нетоксичен
Оксид углерода	0,1-10,0	0,01-5,0	токсичен
Углеводороды неканцерогенные	0,2-3,0	0,009-0,5	токсичен
Альдегиды	0-0,2	0,001-0,009	токсичен
Оксид серы	0-0,002	0-0,03	токсичен
Сажа, г/м3	0-0,04	0,01-1,1	токсичен
Бензопирен, мг/м3	0,01-0,02	до 0,01	канцероген

Таблица 2

Среднее содержание токсичных компонентов в отработанных газах

бензинового двигателя

Компоненты	Холостой ход и малая частота вращения	Средняя постоянная частота вращения	Разгон	Замедление
Оксид углерода	7	2,5	1,8	2
Оксид азота	0,003	0,1	0,07	0,002
Углеводороды	0,5	0,2	0,1	1

Приложение 2

Рисунок 1

Эффективность работы нейтрализатора

Рисунок 2

Структура и принцип работы катализатора

График 1

Превращение реагентов отработанного газа в зависимости от температуры реакции при сжигании компонентов в катализаторе

•         СО; 2.  УВ; 3.  СО, УВ при сжигании в пламени

Приложение 3

Рисунок 3

Географическое положение прилегающей территории МБОУ СОШ№3

Диаграмма 1

Количество, вид и частота автотранспорта

Приложение 4

Таблица 3

Концентрация автотранспорта

Дата	День недели	Время	Число автомобилей
			Легковые		Грузовые	Автобус
			Бензин	Дизель
15.01.18	Понедельник	8.00-9.00	90	8	3	3
16.01.18	Вторник	8.00-9.00	75	5	2	2
17.01.18	Среда	8.00-9.00	74	1	0	2
18.01.18	Четверг	8.00-9.00	79	3	1	2
19.01.18	Пятница	8.00-9.00	72	6	1	2
20.01.18	Суббота	8.00-9.00	60	3	0	2

Таблица 4

Количество выбросов вредных веществ в атмосферу в понедельник на прилегающей территории здания школы

Вид топлива	Количество вредных веществ, л
	СО	Углеводороды	NO2
Бензин	5,4	0,9	0,36
Дизельное топливо	0,12	0,02	0,008
Всего (V), л	5,52	0,92	0,368

Таблица 5

Количество чистого воздуха, необходимого для разбавления выделившихся

вредных веществ

Вид вредного вещества	Количество, л	Масса, г	Значение ПДК, мг/л	V воздуха, необходимого для разбавления, м3
СО	5,4	6750	3	6,75 х 1000/3=2250
УВ (С5Н12)	0,9	2890	300	2,98 х 1000/300=9,63
NО2	0,36	739	0,04	0,739 х 1000/0.04=18475
Всего:				20734,63

Рисунок 4

Модернизация системы очистки выхлопных газов автомобиля.