Экологическая безопасность при испытаниях и отработке ракетных двигателей


Экологические проблемы испытаний, отработки и эксплуатации ДУ ракет



страница2/7
Дата06.06.2016
Размер0.95 Mb.
ТипУчебное пособие
1   2   3   4   5   6   7

1. Экологические проблемы испытаний, отработки и эксплуатации ДУ ракет

1.1. Виды и источники загрязнения окружающей среды


Экология - наука о взаимодействии организмов между собой и окружающей средой; о популяциях, сообществах, экосистемах и биосфере. Термин предложен в 1866 г. немецким биологом Э. Геккелем. Возникнув как биологическая дисциплина, экология в ХХ веке все большее внимание стала уделять воздействию окружающей среды на человека, преобразованию биосферы человеком и проблемам охраны природы.

К загрязнениям окружающей среды принято относить все воздействия, которые влияют на изменение фоновых параметров окружающей природной среды. Наиболее значительными факторами воздействия на окружающую среду являются: тепловые выбросы, шум и связанные с ним вибрации, выбросы токсичных веществ.

В двигателях и энергоустановках ракет большая часть подводимого к рабочему телу тепла (60...70 %) выбрасывается в окружающую среду с отработавшими газами или охладителем, в качестве которого на испытательных стендах используется вода. Выброс в атмосферу нагретых отработавших газов может влиять на местный микроклимат.

Шум ракетного двигателя исходит от реактивной струи при ее турбулентном смешении с окружающей средой и от камеры сгорания двигателя; он обусловлен как аэродинамическими процессами, так и непосредственно процессами горения. Кроме шума турбулентного пламени, генерируемого при объемном расширении молей сгорающей смеси, возможно появление шума, вызванного возникновением нестабильного (пульсационного или вибрационного) горения. К шумам механического происхождения относятся шумы от работающих подшипников, зубчатых передач, от вибрации ротора, возникающей из-за его недостаточной уравновешенности и т. д.

Шумы от различных источников различаются как по спектральным параметрам, так и по характеристикам направленности. Снизить уровень шума можно двумя путями: во-первых, за счет соответствующего выбора расчетных параметров и с помощью конструктивных, регулировочных и других мероприятий, способствующих снижению шума в месте его зарождения; во-вторых, за счет применения внешних устройств шумоглушения.

Особую опасность для окружающей среды вызывает ее загрязнение токсичными веществами. Поступление токсичных веществ в окружающую среду может происходить вследствие естественных процессов (например, космических, геологических или процессов жизнедеятельности живых организмов) и антропогенных, т. е. связанных с деятельностью человека. Естественные источники поставляют до 90 % от всех поступлений в атмосферу монооксида и диоксида углерода (СО и СО2), до 74 % углеводородов (СmНn), до 85 % твердых (аэрозольных) частиц и менее 3,5 % всех поступлений оксидов азота (NOx). Однако именно деятельность человека приводит к существенным нарушениям глобальных естественных циклов химических веществ (азота, углерода, серы и др.) в атмосфере Земли, к ежегодному увеличению общей концентрации диоксида углерода СО2 и связанному с этим повышению среднегодовой температуры из-за “парникового эффекта”; к возникновению “озонных дыр” и другим глобальным изменениям в атмосфере Земли.

В связи с этим токсичность отработавших газов двигателей и энергоустановок ракет является таким же важным критерием совершенства процессов и конструкции, как, например, топливная экономичность, удельная мощность, надежность, ресурс.

В большинстве энергосиловых установок используются углеводородные горючие. Поэтому только такие продукты полного сгорания, как водяные пары Н2О и диоксид углерода СО2 условно не считаются химическими загрязнителями окружающей среды. Все остальные компоненты отработавших газов являются либо дымообразующими, либо токсичными веществами, оказывающими вредное влияние на человека и окружающую среду. К ним относятся: соединения серы (S02, S03 и др.); продукты неполного сгорания углеводородного топлива — сажа (С), моноокись углерода (СО), различные углеводороды, включая и кислородосодержащие (альдегиды, кетоны и др.), условно обозначаемые как СmHn, CmHnOp или просто СН; окислы азота с общим обозначением NОx; твердые (зольные) частицы, образующиеся из минеральных примесей в горючем; соединения свинца, бария и других элементов, входящих в состав присадок к топливам.



Содержание загрязняющих веществ в окружающей среде не должно превышать значений их предельно допустимых концентраций (ПДК), устанавливаемых из условия, когда ежедневное воздействие вещества в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений, заболеваний или нарушений нормальной деятельности человека. ПДК одного и того же вещества неодинаковы для различных сред (воды питьевого или технического назначений; воздуха открытого пространства или производственных помещений и т. д.). В России устанавливают два типа значений ПДК: максимально разовые (при времени воздействия 30 минут) и среднесуточные. В воздухе производственных помещений ПДК токсичных веществ являются максимально разовыми. В табл. 1.1 приведены ПДК основных составляющих продуктов сгорания углеводородных горючих.

Таблица 1.1

ПДК (мг/м3) компонентов продуктов сгорания

Вещество

Химическая

В рабочей зоне

В воздухе населенных мест




формула




максимальная

Среднесуточная










разовая




Пыль





0,5

0,05

Сажа

С



0,15

0,05

Углерода оксид

СО

20

3,0

1,0

Бензин

Сm Нn

100

5,0

1,5

Бензапирен

С20Н12

0,00015



0,000001

Формальдегид

НСНО

0,05

0,035

0,003

Азота диоксид

NO2

5

0,085

0,085

Серы диоксид

502

10

0,5

0,05

Водород хлористый

НС1

5

0,2

0,2

Кислота серная

Н2SO4

1

0,3

0,1

Свинец и его соединения








0,0007






Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница