Оценка уровня экологической безопасности при работе маневрового тепловоза

Abstract

RU: Разработка метода оценки экологической безопасности при эксплуатации тепловозов, позволяющий учесть пространственный перенос примеси, метеорологические параметры атмосферы, процессы химической трансформации выбросов. Методика. Основу предложенного метода составляет численное моделирование процесса переноса химически опасного вещества в атмосфере. Основой численной модели является уравнение массопереноса химически опасных веществ. Данное уравнение учитывает рассеивание в атмосфере опасного вещества за счет ветра и атмосферной диффузии. Для численного интегрирования уравнения переноса химически опасного вещества в атмосфере применяется неявная разностная схема расщепления. На основе построенной численной модели разработан метод оценки потенциального территориального риска и создан код на алгоритмическом языке Фортран. Разработанная численная модель позволяет учитывать реальные параметры метеоситуации, режим эмиссии химически опасного вещества, мощность эмиссии, движение источника эмиссии. Проведен вычислительный эксперимент по оценке уровня загрязнения атмосферы на железнодорожной станции Днепропетровск-Грузовой при движении маневрового тепловоза ЧМЭ3. Результаты. Предложенный метод позволяет оперативно рассчитать динамику формирования зоны загрязнения в приземном слое атмосферы и оценить влияние выбросов от тепловоза на загрязнение воздушной среды в селитебной зоне. Метод позволяет определить размеры зоны загрязнения при движении тепловоза. Научная новизна. Создан новый метод оценки уровня загрязнения приземного слоя атмосферы при движении тепловоза. Метод дает возможность оценить уровеньэкологической безопасности с учетом метеоситуации, маршрута движения тепловоза, интенсивности эмиссии загрязняющих веществ. При моделировании учитывается химическая трансформация в атмосфере выбросов от двигателя тепловоза. Расчет выполняется на базе трехмерных уравнений массопереноса. Выполнен расчет уровня загрязнения атмосферы при работе маневрового тепловоза на станции Днепропетровск-Грузовой. Практическая значимость. Разработанный метод оценки уровня экологической безопасности при движении тепловозов может быть использован для определения зон риска на при магистральной территории. Представлены результаты оценки уровня загрязнения приземного слоя атмосферы на станции Днепропетровск-Грузовой.

EN: Purpose. Development of a method of environmental safety assessment of the operation of locomotives, which allows to take into account the spatial transfer of impurities, meteorological parameters of the atmosphere, the chemical transformation processes emissions. Methodology. The basis of the proposed method of numerical simulation of the transport of dangerous chemical substances in the atmosphere. The basis of the numerical model is the equation of mass transfer of chemically hazardous substances. This equation takes into account the dispersion in the atmosphere of dangerous substances due to thewind and atmospheric diffusion. For numerical simulations of the transport of dangerous chemical substances in the atmosphere is used implicit finite-difference splitting scheme. Based on the constructed numerical model was developed method for the assessment of potential territorial risk and generated code in algorithmic language Fortran. The developed numerical model allows to take into account the real parameters of the meteorological situation, the mode of emission of chemically hazardous substances, power emission, the movement of the source emission. A computational experiment to assess the level of air pollution at the railway station Dnepropetrovsk-Gruzovoy when driving shunting locomotives ЧМЭ3. Findings. The proposed method allows to calculate the dynamics of formation of zones of pollution in the atmospheric boundary layer and to assess the impact of emissions from locomotives on air pollution in the residential area. The method allows to determine the size of the zone of contamination during the movement of the locomotive. Originality. Created a new method of assessing the level of pollution ground atmospheric layer during the movement of the locomotive. The method makes it possible to assess the level of environmental safety with regard to meteoitalia, theroute of the locomotive, the intensity of the emission of pollutants. In the simulation is taken into account chemical transformation in the atmosphere emissions from the engine of the locomotive. The calculation is performed on the basis of three-dimensional equations of mass transfer. The calculation of the level of air pollution when working shunting locomotives at the station Dnepropetrovsk-Gruzovoy. Practical value. Developed method of estimation of level of ecological safety of diesel locomotives can be used to define risk areas on primarystring site. Presents the results of assessing the level of pollution in the atmospheric surface layer at the station Dnepropetrovsk-Gruzovoy.

UK: Мета. Розробка методу оцінки екологічної безпеки при експлуатації тепловозів, що дозволяє врахувати просторовий перенос домішки, метеорологічні параметри атмосфери, процеси хімічної трансформації викидів. Методика. Основу запропонованого методу становить чисельне моделювання процесу переносу хімічно небезпечної речовини в атмосфері. Основою чисельної моделі є рівняння масопереносу хімічно небезпечних речовин. Дане рівняння враховуєрозсіювання в атмосфері небезпечної речовини за рахунок вітру і атмосферної дифузії. Для чисельного інтегрування рівняння переносу хімічно небезпечної речовини в атмосфері застосовується неявна різницева схема розщеплення. На основі побудованої чисельної моделі розроблено метод оцінки потенційного територіального ризику і створений код алгоритмічною мовою Фортран. Розроблена чисельна модель дозволяє враховувати реальні параметри метеоситуации, режим емісії хімічно небезпечної речовини, потужність емісії, рух джерела емісії. Проведено обчислювальний експеримент по оцінці рівня забруднення атмосфери на залізничній станції Дніпропетровськ-Вантажний при русі маневрового тепловоза ЧМЕ3. Результати. Запропонований метод дозволяє оперативно розрахувати динаміку формування зони забруднення в приземному шарі атмосфери і оцінити вплив викидів від тепловоза на забруднення повітряної середовища в селитебной зоні. Метод дозволяє визначити розміри зони забруднення при русі тепловоза. Наукова новизна. Створено новий метод оцінки рівня забруднення приземного шару атмосфери при русі тепловоза. Метод дає можливість оцінити рівень екологічної безпеки з урахуванням метеоситуации, маршруту руху тепловоза, інтенсивності емісії забруднюючих речовин. При моделюванні враховується хімічна трансформація в атмосфері викидів від двигуна тепловоза. Розрахунок виконується на базі тривимірних рівнянь масопереносу. Виконаний розрахунок рівня забруднення атмосфери при роботі маневрового тепловоза на станції Дніпропетровськ-Вантажний. Практична значимість. Розроблений метод оцінки рівня екологічної безпеки при русі тепловозів може бути використаний для визначення зон ризику на примагистральной території. Представлені результати оцінки рівня забруднення приземного шару атмосфери на станції Дніпропетровськ-Вантажний.