Контрольная работа по "Экологии"

— информационный банк данных о ветроэнергетических характеристиках  на территории Беларуси;

— информационную базу данных с программным обеспечением для  расчетов ветроэнергоресурсов на территориях  и оценки ветроэнергетического потенциала конкретной ВЭУ в конкретном месте  ее внедрения;

— Ветроэнергетический атлас, содержащий набор карт размещения ветротехники В12 и В14 континентального базирования  на отдельных территориях Беларуси и паспорта точек (площадок) преимущественного внедрения ветротехники;

— временные руководящие  документы по применению, созданию, сертификации, строительству и эксплуатации ветротехники;

— временное руководство  по оценке ветровых режимов по требованиям  ветроэнергетики на период 2005-2020 гг.

Гарантированная выработка утилизируемой  энергии ветра с 7% территории Беларуси составит 14,65 млрд кВт(ч. Использование  же зон с повышенной активностью  ветра гарантирует выработку  энергии ВЭУ до 6,5-7,5 млрд кВт(ч  с окупаемостью затрат в течение 5-7 лет. Абстрактные сведения о территориальном  распределении ветроэнергоресурсов, способствующие планированию развития ветроэнергетики в Беларуси, дополнены  разработкой комплекта карт и  паспортизацией возвышений (таблица 2). Эти карты, являясь основной частью Ветроэнергетического атласа Беларуси, в достаточной мере обосновывают по региональным признакам возможности  практической реализации возведения ВЭУ  и ВЭС на территориях страны в  целом и каждой области.

Для первоначального этапа  развития ветроэнергетики Беларуси определены 1840 площадок для строительства  как одиночных ВЭУ, так и ВЭС  с потенциалом более 200 млрд кВт(ч. Выявленные на территории Беларуси площадки под ветроэнергетику — это, в  основном, гряды холмов высотой от 20 до 80 м с фоновой скоростью  ветра 5 м/с и более, на которых  можно возвести от 5 до 20 ВЭУ. Каждому  внедрению должно предшествовать детальное  обследование места строительства  ВЭУ. Невыполнение условий по результатам  обследований приведет к значительным ошибкам в оценке выработки энергии. При выборе конкретных образцов ВЭУ  необходимо дополнительно учитывать  ряд факторов, связанных с величиной  фактического ветроэнергетического ресурса  в месте непосредственного размещения ВЭУ. К таким факторам относятся: абсолютная высота местности, высота возвышения площадок и их открытость, отдаленность предполагаемого места размещения ВЭУ от потребителя и особенно от линий электропередачи, в т.ч. от трансформаторных подстанций и т.п. Выборочные обследования зон опытной эксплуатации ветротехнического оборудования на территории Беларуси показали, что при оптимальном выборе строительной площадки для возведения ВЭУ (на возвышениях и открытой местности, на берегах водных массивов и т.п.) окупаемость ВЭУ при среднегодовой скорости ветра 6-8 м/с укладывается в срок около 5 лет. Наиболее эффективно обеспечивается использование современной зарубежной ветротехники на территориях зон со среднегодовыми фоновыми скоростями не ниже 4,5 м/с на холмистом рельефе. К таким регионам относятся: возвышенные районы большей части севера и северо-запада Беларуси, центральная зона Минской области включая прилегающие с запада районы, Витебская возвышенность. Местами на обследуемых территориях возможно обнаружение не выявленной ранее энергоэффективной холмистости, а также других энергоэффективных площадок для строительства не только мощных ВЭУ, но и ВЭС (например, в продуваемых долинах большой протяженности, вблизи крупных водных массивов, на высоких откосах и т.п.) [1].

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 3 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	32.88
2.Грузовой автомобиль	3	0.125	0.375
3.Автобус	2	0.08	0.24
4.Дизельный грузовой автомобиль	1	0.042	0.126

 

 

 

 

 

 

 

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	32.88	3.9456
2.Грузовой автомобиль	0.375
3.Автобус	0.24
4.Дизельный грузовой автомобиль	0.126
Всего		4,20423

 

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	3.452	0,752
2.Грузовой автомобиль	0.125/0	0.116	---
3.Автобус	0/0.08	---	0.101
4.Дизельный грузовой автомобиль	0/0.042	---	0.042
Всего		3,568	0,895

 

Рассчитываем количество каждого из выделившихся вредных веществ по 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	3,568	2,132	0,357	0,143
Диз топливо	0,895	0,089	0,027	0,036
Всего (V)		2,221	0,384	0,179

 

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	ПДК мг/м3
СО	2,78	556	5
С5Н12	1,234	12,34	100
NO2	0,378	4447,06	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. 

 

Список использованной литературы:

 

1. Безруких П.П. Экономические проблемы нетрадиционной энергетики / Энергия: Экон., техн., экол. 1995. №8.
2. Комар И.В. Рациональное использование природных ресурсов и ресурсные циклы. — М., 1986.
3. Логинов В.Б. Новак Ю.И. Высокоэффективные ветроэнергетические установки / Проблемы машиностроения и автоматизации. 1995. №1-8.
4. Марцинкевич В. Мировая экономика в XX веке: потрясающие достижения и серьезные проблемы / Мировая экономика и международные отношения, 2001, №1.
5. Минц А.А. Экономическая оценка естественных ресурсов. — М., 1972.
6. Романова Э.П., Куракова Л.И., Ермаков Ю.Г. Природные ресурсы мира. — М., 1993.