汽车排气管的安放对于行人之影响
6页1、汽车排气管的安放对于行人之影响摘要:汽车排气管的安放对于尾气的分布及对行人的危害程度产生直接影响。本课题通过自制汽车尾气排放的简易示踪装置来探究汽车排气管的安放位置与尾气分布情况、对行人危害程度的关系。研究证明:汽车尾气不会随即扩散到周围空气中,在距离汽车(以桑塔纳轿车为原型大小)尾部3.9m内,尾气大量聚集在靠近排气管的一侧,因此在考虑尾气对行人危害的前提下应该将汽车的排气管安放在远离人行道一侧。关键词:汽车尾气 分布 示踪物质 模拟实验 简易风洞汽车尾气中含有上百种不同化合物,在这些物质中,对人体危害较大的尾气排放物主要是一氧化碳,碳氢化合物以及氮氧化合物1。有关资料表明:一氧化碳与血红蛋白结合造成低氧血症,碳氢化合物造成人的骨髓功能减弱,一氧化氮引起中枢神经瘫痪及痉挛,二氧化氮引起闭塞纤维性支气管炎2。目前对于尾气的研究主要集中于减少尾气排放的污染物。近年来利用GIS系统对尾气在大面积区域内的扩散模式进行了研究3,但对于单部车辆的尾气分布,也只是一些利用理论计算污染物分布的研究4。本课题试图通过模拟实验描述汽车尾气的分布,研究排气管安放位置的不同造成的对于行人危害的差异。1. 材
2、料与方法1.1实验材料1.1.1模型车为了模拟汽车驶过时其后部造成的气流,课题小组以桑塔纳为原型,对其表面结构作了一定简化,以1:6比例制作了一部纸制模型车(如图1、2所示)。模型车长70.5cm,宽26cm,高19.5cm。图1 模型车侧视图图2 模型车俯视图1.1.2风洞为了让气源造成的气流在一个较长的距离内不很快衰减,课题小组用硬纸板制作了一个简易的风洞(如图3、4所示)。风洞宽69cm,高41cm,长225cm,外用铁架将其固定。图3 风洞俯视图图4 风洞正视图1.1.3收集架实验使用2*2*7cm的长方体塑料套(如图5所示)共45个,作为收集面粉的材料,并将其固定在41*69cm的收集架(如图6所示)上,上下左右间距俱为7cm。 图5 收集套斜视图图6 收集架斜视图1.1.4整流架为了减少风扇气源涡旋气流的影响,将气流变为直流型气流,课题小组搭建了41*69cm的整流架(如图7、8所示)。整流架各整流片宽10cm,之间的间距为5cm。图7 整流架斜视图图8 整流架正视图1.1.5示踪装置为了使面粉稳定、持久地排放出来,实验将一定量面粉装入一容器内,气泵的风源输入在容器内产生一
3、环流(如图9所示),使在容器底部的面粉缓缓被吹出。气泵进气口面粉模拟尾气排放口气流环流示踪装置模型车图9 示踪装置示意图1.2实验方法首先将示踪装置与一个收集套固定在相对固定的位置,开动示踪装置所连接的气泵,使面粉排出。一定时间后关闭气泵,并分别测量收集套的增重和示踪装置质量的减少以计算排出面粉的质量。重复上述过程数次,测得一个面粉排出量与收集量的标准曲线。其后用电子天平称量出收集套的质量,将其固定在收集架上。将整流架安放在模型车前40cm处,而将收集架按不同的测定需求放在离车40-100cm处(如图10所示)。将风扇放在整流架前作为一个外部气源模拟汽车行驶时的气流,把气泵接入模拟汽车内作为模拟尾气。安放完毕后将风洞架在实验装置上。先后开动风扇和气泵,让模型车内部示踪装置内的面粉缓缓排出。一定时间后(7min)先后停止气泵和风扇,移去风洞,将收集架上的收集套用镊子取下,重新称量质量,并计算收集套增重,用以测量尾气的分布。收集架出风口风洞风洞模型车整流架进风口尾气排放口图10 实验装置示意图2. 结果与讨论2.1实验结果测得排出质量与增重质量的关系数据如下,使用Curve Expert对
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