Полная версия

Главная arrow Техника arrow Авиационная экология. Воздействие авиационных горюче-смазочных материалов на окружающую среду

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

Определение выбросов загрязняющих веществ

Определение выбросов НС, СОх, ИОх основано на измерениях объемной доли рассматриваемых веществ в пробе отработавших газов двигателя на различных режимах его работы, расчете соответствующих этим долям значений индексов выброса, приведении полученных значений индексов к стандартным атмосферным условиям и вычислении по приведенным значениям индексов на режимах, составляющих условный стандартный цикл взлетно-посадочных операций, суммарной массы НС, СОх и >ЮХ, выбрасываемой данным двигателем за указанный цикл (ГОСТ 17.2.2.04-86 [143]). Определение проводят с помощью газоаналитической системы фирмы «Бекман» США, позволяющей в темпе эксперимента измерять концентрации различных газообразных компонентов (СО, СОг, НС, N02, N0) в продуктах сгорания углеводородных топлив.

Измерения концентраций СО, СОг, НС, N02, N0 производятся газоанализаторами, работающими на следующих принципах (СО, СО2 - поглощение инфракрасного излучения, НС - ионизация водородно-воздушного пламени, N02, N0 - хемилю-минисценция при реакции N0 + 03). Точность ± 1% диапазона измерений, разрешающая способность ±0,5% диапазона измерений, быстродействие 10 с для 90% показаний прибора от конечного значения и стабильность ± 2% диапазона в течение 2-х часов. Анализаторы характеризуются широким диапазоном измерений. Анализатор СО2

имеет три диапазона: 0-2,5; 5 и 10%. Анализатор СО - восемь диапазонов: 0-100; 500; 1000; 2500; 5000 ppm; 2,5; 10; 15%. Анализатор НС - восемь диапазонов: 0-50; 250; 1000;

2500 ppm; 1; 2,5; 10; 25%. Анализатор NO, NO2- семь диапазонов 0-10;25;100;250;1000; 2500; 10000 ppm.

На рис. 3.1 представлена схема системы для измерения эмиссии выхлопных газов авиадвигателей. Газоаналитическая система имеет обогреваемые магистрали подачи пробы газа, насосы для прокачки газа, фильтры для очистки пробы от твердых частиц, клапаны для регулировки расхода, устройства для записи результатов и т.д. Магистраль подвода к газоанализатору углеводородов поддерживается при температуре 150±5° С для предотвращения конденсации тяжелых углеводородов Температура магистралей подвода пробы к остальным анализаторам составляет 55 ± 5° С для предотвращения конденсации паров воды.

Система позволяет проводить отбор газа из высокотемпературного потока на выходе из камеры сгорания. Разработан насадок с «аэродинамическим» способом замораживания пробы, позволяющий надежно замораживать пробу при Рк<1 3-5-20 бар, Тк<800К и а >2.

Газоаналитическая система рекомендована Международной организацией гражданской авиации (ICAO) для определения соответствия эмиссионных характеристик авиадвигателя установленным нормам.

Известен [149] химический метод определения оксидов азота с использованием реактива Зальцмана.

  • 5 атпосахои
  • 55 сп3
Схема системы для измерения эмиссии выхлопных газов авиадвигателей

Рис. 3.1. Схема системы для измерения эмиссии выхлопных газов авиадвигателей: 1 - сопло двигателя;

  • 2 - газоотборник; 3 - магистраль отбора (!! обогрев 150°С; !! обогрев 50°С); 4 - кран; 5 - фильтр;
  • 6 - анализатор НС; 7 - самописец; 8 - насос; 9 - анализаторы СО, С02; 10 - ротаметр; 11 - кран перепуска;
  • 12 - конвертор; 13 - анализатор N0, ЫОх; 14 - подвод калибровочного газа;
  • 15 - подвод нулевого газа

Реактив Зальцмана представляет собой раствор сульфани-ловой кислоты и а-нафтилэтилендиамин-дигидрохлорида в разбавленной уксусной кислоте. Метод основан на реакции диоксида азота с йодидом калия

2КЛ + 2Ж)2}2 + 2КЫ02

с последующим взаимодействием нитрит-иона с составными частями реактива Зальцмана. Реакция протекает в две стадии. Вначале сульфаниловая кислота в слабоуксусной среде диазо-тируется

80зН

N=N0000133

С6Н4

+ КЖ>2 + 2СН3СООН -^С6Н.

+

80зН

+ СНзСООК + 2Н20.

Затем образовавшееся диазосоединение реагирует с а-наф-гилэтилендиаминдигидрохлоридом с образованием красителя малинового цвета

N=N000013

^ж:12н5№С1;

С6н4

  • ?Ь #-С12Н14Ж-2НС1—^ С6Н4
  • 86о3н
  • 80зН

+ СНзСООН.

Концентрацию диоксида азота определяют колориметрическим способом по интенсивности окраски раствора. Чувстви-

тельность метода 0,002 мг/л. Отбор проб газа для анализа на оксиды азота производят в вакуумированные газовые пипетки с одним отводом, предварительно заполненные 20 мл 8% раствора йодида калия.

Разработана [150] схема системы контроля эмиссии Ж)х при горении топлива в камере сгорания ГТД с помощью спектроскопического мониторинга пламени. Определение интенсивности УФ - линий спектра позволяет оценить концентрацию МОх в масштабе реального времени и автоматически регулировать отношение расходов топлива и воздуха в двигателе, обеспечивающее низкое образование МОх.

Для измерения эмиссии вредных веществ применяют также хроматографические методы. Так, СО определяют хроматографическим анализом с использованием термохимического детектора. Принцип хроматографического анализа с термохимическим детектором основан на измерении теплового эффекта каталитического сжигания горючих компонентов анализируемой смеси на поверхности чувствительного элемента. Тепловой эффект реакции горения достаточно велик, поэтому метод характеризуется высокой чувствительностью. Анализ проводят с использованием активированного угля в качестве адсорбента и газа-носителя - воздуха. Чувствительность определения 0,004%.

СО2 определяют хроматографическим анализом с использованием детектора по теплопроводности, водной кремневой кислоты в качестве адсорбента и газа-носителя - гелия. Чувствительность определения 0,001 %. Отбор проб для определения окислов углерода осуществляют в стеклянные сосуды (пипетки), предварительно заполненные насыщенным раствором поваренной соли.

Описана хроматографическая методика определения суммарного содержания углеводородов с помощью дифференци-

алыюго пламенно-ионизационного детектора (ПИД). Чувствительность детектора пропорциональна содержанию углерода в молекуле углеводородов. Это свойство позволяет использовать ПИД для суммарного содержания углеводородов в выхлопных газах. Колонка заполняется инертным носителем и служит для сглаживания колебаний газа - носителя (N2). В качестве калибровочной пробы рекомендована смесь СН4 + N2, содержащая 0,260 мг/л углерода. Сигнал ПИД на сумму углеводородов выходит на хроматограмме одним узким пиком.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>