автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Моделирование обеспыливающей вентиляции выбивных отделений литейных цехов

На правах рукописи

РГо ОД

2 2 Ш 7 ! ,П

ШАПТАЛА ВАДИМ ВЛАДИМИРОВИЧ ^^ .

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЕСПЫЛИВАЮЩЕЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ВЫБИВНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ ЛИТЕЙНЫХ ЦЕХОВ

пециальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция,

кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2000

Работа выполнена на кафедре "Машины и оборудование промышл< ной экологии" Белгородской государственной технологической академ строительных материалов.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Логачев И.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Сазонов Э.В.

кандидат технических наук, доцент Дроздов И.Г.

Ведущая организация - ОАО "Проектный институт

Центрогипроруда", г. Белгород.

Защита диссертации состоится " У " 2000 г. в ^^ час

на заседании диссертационного Совета . Д 063.79.02 в Воронежски государственной архитектурно-строительной академии по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84, ауд. 20, корп. 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГАСА

Автореферат разослан " Л- " 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета кандитат технических наук, доцент

Фомин О.]

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Литье в песчано-глыниетые формы является ажнейшим способом изготовления заготовок и деталей машин. Доля ли-ых деталей в общей массе машин непрерывно повышается и составляет в [астоащее время от 50 до 80%.

Одной из самых, тяжелых по условиям труда операцией, литейного [роизводства является выбивка отливок, которая сопровождается интен-нвным выделением пыли и теплоты. В выбивных отделениях применяются >азлнчные способы борьбы с пылью (местная вытяжная вентиляция, об-ций воздухообмен помещения, пылеуборка поверхностей), однако, не-мотря на большие объемы отсасываемого воздуха (от 1.5 до 12 тыс. м3/ч !а 1 м2 площади выбивных решеток), концентрация пыли на рабочих мес-ах значительно превышает предельно-допустимую,

Главной причиной неудовлетворительной работы средств обеспыли-1ания является отсутствие надежной методологической основы для поиска »птимальных технических решений и рационального проектирования >беспыливающих систем. Разработка же такой основы возможна лишь с фименением достаточно полных и сложных математических моделей, >еализуемых с помощью современной вычислительной техники. Построе-ше математических моделей основных процессов обеспыливания, разработка вычислительных и оптимизационных алгоритмов и создание на их >снове необходимого программного обеспечения является весьма актуаль-юй задачей, без решения которой невозможно создание САПР обеспыли-зающей вентиляции.

Цехи с интенсивными пыле- и тепловыделениями широко распространи в различных отраслях промышленности, поэтому обоснование ра-щональных способов организации обесыливающей вентиляции обеспечивающих снижение затрат и улучшение условий труда, имеет важ-■юе социально-экономическое значение.

Диссертация выполнена на кафедре машин и оборудования промыш-тенной экологии БелГТАСМ в рамках межвузовской научно-технической грограммы "Строительство" по теме " Разработка методов, технических условий и рекомендаций по реконструкции и модернизации обеспыли-зающей вентиляции производственных помещений".

Цель работы: Разработка научно-практических методов повышения эффективности и снижения энергоемкости обеспыливающей вентиляции зыбивных отделений литейных цехов на основе моделирования и уточненного расчета комплексных систем обеспыливания.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: - изучить состояние теории и практики обеспыливания выбивных отделений литейных цехов и других производственных помещений с интенсивными пыле- и тепловыделениями;

- построить математические модели, описывающие работу комплексны систем обеспыливания;

- подтвердить адекватность математических моделей и определить их ос новные параметры на основе натурных и лабораторных исследований;

- разработать метод оптимизации системы обеспыливания выбивных от делений;

- создать пакет прикладных программ для компьютерной реализации ма тематических и оптимизационных моделей;

- разработать и внедрить практические рекомендации по проектировании и реконструкции систем обеспыливания.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработан и численно реализован комплекс математических моделей описывающий основные процессы вентиляции производственных помещс ний с пыле- и тепловыделениями;

- методом имитационного моделирования (методом Монте-Карло) опи сано движение частиц пыли в турбулентном потоке воздуха, что позволил' уточнить параметры пылеуноса из укрытий выбивных решеток;

- разработан метод оптимизации комплексных систем обеспыливани выбивных отделений, включающих в себя местную вытяжную вентиляцик общий естественный и механический воздухообмен помещения, пылеубор ку поверхностей и систему очистки отсасываемого воздуха.

На защиту выносятся:

- методы моделирования турбулентных неизотермических течений запь ленного воздуха в плоских областях с границами сложной формы при ш личии стационарных источников выделения пыли и теплоты;

- уточненная балансовая модель воздухо- и пылеобмена выбивного отд< ления, непрерывная (дифференциальная) модель распределения параме1 ров воздушной среды, а также имитационная модель движения частиц пь ли внутри накатного укрытия;

- расчет необходимой производительности местной вытяжной вентиш ции от пыле- и тепловыделяющего оборудования, исходящий из необохс димости обеспечения нормируемой концентрации пыли на рабочих ме( тах с учетом действия всего комплекса средств обеспыливания;

- методики и результаты экспериментального определения параметре математических моделей процессов обеспыливания;

- двухэтапный метод, алгоритм и результаты оптимизации комплексны систем обеспыливания выбивных отделений литейных цехов;

- пакет прикладных программ для расчета и оптимизации всего комшка са средств обеспыливания;

- рекомендации по проектированию и модернизации систем обеспылив; ния выбивных отделений и других производственных помещений с ннтс1 сивными пыле- и тепловыделениями.

Практическая значимость работы состоит в следующем: результаты теоретических и экспериментальных исследований исполь->вались при разработке технических решений, позволяющих на 15 - 20 % шзить энергопотребление систем обеспыливания, создать нормальные :ловпя труда и уменьшить пылевое загрязнение воздушного бассейна :пирационными выбросами;

результаты диссертационного исследования рекомендованы проектным ¡[статутом "Центрогипроруда" к использованию при разработке САПР эеспыливающей вентиляции, приняты к внедрению на ОАО эслэнергомаш" и внедрены в ОАО "Норильская горная компания" при росктировании новых и модернизации действующих систем обеспылива-ия выбивных отделений литейных цехов и других производственных по-ещений с пыле- и тепловыделениями;

результаты работы использовались при выполнении госбюджетной [ИР: "Исследование процессов и развитие теории комплексного обеспы-ивания воздуха с целью минимизации негативного воздействия пылевого 1грязнения на окружающую среду и человека" (Отчет о НИР, N9 госреги-грации 01990005602 г. Белгород, БелГТАСМ);

результаты работы используются в учебном процессе кафедры Машины и оборудование промышленной экологии" БелГТАСМ при изу-гнии курсов "Компьютерное моделирование систем ТГВ" и "Основы ав-эматизированного проектирования";

полученные в работе результаты могут быть использованы в различия отраслях промышленности, имеющих цехи с мощными источниками ыле- и тепловыделений.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертацион-ой работы докладывались и получили одобрение на Международной на-чно-технической конференции "Проблемы охраны производственной и кружающей сред" (г. Волгоград, 1997), Международной научно-ехнической конференции "Высокие технологии в экологии" (г. Воронеж, 998) и Международных конференциях в г. Белгороде в 1995..2000 г.г.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 15 печатью работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из ведения, четырех глав, общих выводов, списка использованных источни-ов (157 наименований) и 4 приложений. Диссертация изложена на 169 границах машинописного текста и содержит 44 рис. и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы и дана ее обща хар актеристика.

В первой главе рассмотрено состояние проблемы обеспыливания вь бивных отделений литейных цехов и приведен аналитический обзор лик ратурных данных по теме диссертации.

Основным средством борьбы с пылью в выбивных отделениях лит«' ных цехов являются местные отсосы различных типов и конструкцш Лучшие локализующие свойства имеют отсосы с укрытиями накатног типа, полностью закрывающие выбивные решетки во время их работь Основные технические решения в области местной вытяжной венп ляции разработаны в трудах Батурина В.В., Банита Ф.Г., Бромле М.Ф., Бутакова С.Е., Логачева И.Н., Минко В.А., Нейкова О.Д., Штс» мана Е.А. и других.

Натурные обследование цехов с пылевыделениями показывают, чт эффективность местных отсосов часто оказывается невысокой. Это связан прежде всего с неточным, основанным на эмпирических данных, выборо их эксплуатационных и конструктивных параметров.

В связи с этим актуальными остаются вопросы расчета и оптимальнс го проектирования местных отсосов. Большой вклад в их решение внесл Грачев Ю.Г., Гримитлин М.И., Знаменский С.Н., Писаренко В.Л., Пози Г.М., Посохин В.М., Сазонов Э.В., Талиев В.Н., Эльтерман В.М. и другие

Анализ литературных источников показывает, что несмотря на бот шое разнообразие методов расчета местных отсосов и ряд основополг гающих результатов, полученных в этой области, многие вопросы аэро-пылединамики местных вытяжных устройств от интенсивных диффузиог ных источников пыли и теплоты, к которым относятся выбиваемые Л1 тейные формы, изучены недостаточно. Так, до настоящего времени не и< следовались закономерности формирования распределения воздушных пс токов, температуры и концентрации пыли в накатных укрытиях выбивны решеток; не изучался процесс турбулентной диффузии пыли из накатног укрытия в помещение выбивного отделения; не исследовались основны факторы, определяющие пылеунос в аспирационную сеть.

Заслуживают также внимания вопросы организации воздухообмен выбивных отделений, расчета и оптимизации комплеса средств обеспьш вания и другие.

В соответствии с изложенным и поставленной выше целью формул* руются основные задачи исследования и методологические основы работь

Во второй главе разработан комплекс математических моделей охв; тывающих все основные процессы вентиляции цехов с интенсивными пь ле- и тепловыделениями. Входящие в комплекс модели (балансовая модел воздухо- и пылеобмена; непрерывная модель воздушных, течений, распр( деления концентрации пыли и температуры; имитационная модель движ! ния частиц пыли внутри укрытия) взаимосвязаны, дополняют друг друга

образуют вместе полную математическую модель обеспыливающей венти-1ЯЦИИ.

х .

I-

VTrQy

Fny

Рис. 1. Схема аэродинамических связей укрытия и помещения выбивного отделения

Обследования выбивных отделений показывают, что для их обеспы-ивания кроме местной вытяжной вентиляции необходим достаточно ин-енсивный общий воздухообмен помещения. При этом по экономическим санитарно-гигиеническим показателям следует отдать предпочтение схе-се организации воздухообмена "снизу-вверх", при которой местная вы-яжная вентиляция дополняется аэрацией, а при необходимости и механи-есккм притоком(рис. 1). При разработке балансовой модели смешанного оздухообмена учитывалось тепловое расширение воздуха, а также грави-ационное (тепловое) давление в накатном укрытии, возникающее в силу го значительной высоты (4 и более м) и существенного различия внутрен-ей и внешней температур.

Уравнения воздушного и теплового баланса, дополненные соотноше-иями для расхода воздуха через нижние и верхние вентиляционные про-VIы укрытия и помещения, имеют вид:

Gny — Gffy

gnyt0cp +-qy =ggycpty + g ,r(ty-t0)/m gny = f„yju„ j2po(g(/>o - py)hу + pq - py) G»„ = Гву/*врРу{Ру - Pa)

J«y -

(1)

Gno + G.u ~Gy +-G.

Gm[T"Cp~M

+gJtuc

(t{,-ttl)j +

+ Qt) = (Gnv + GeoFp10

(2)

"p w________

Gno = РтРп^РнУ? н "Ро)#0 " Я))

Для реализации выбранной схемы воздухообмена должны выполнять-:условия

Ро> 0, (рн-ро)ян0-р0>0 При моделировании пылеобмена накатное укрытие в силу его больших размеров и тесной аэродинамической связи с помещением будем рассматривать не изолированно, а как часть (зону) единой воздушной среды выбивного отделения (рис. 2).

- Выделяемая внутри укры гая пыль, несмотря на достаточно мощную аспирацию, выбивается из него навстречу потокам всасываемого воздуха в результате турбулентной диффузии частиц, усилению которой способствует высокая концентрация пыли и интенсивная турбулизация воздушной среды внутри укрытия.

1

СоЛ

----;

'¿Уз

I /р ,

тъ

УпуЬггУ»

X

См

Рис. 2. Схема массообмена пыли в выбивном отделении (1 - укрытие; 2 - рабочая зона;3 - верхняя зона)

Количественные связи между запыленностью воздуха и факторами, определяющими пылевую обстановку в помещении, можно приближенно исследовать в рамках трехзонной балансовой модели. В качестве первой зоны будем рассматривать накатное укрытие. Вторая зона, непосредственно примыкающая к укрытию, представляет собой рабочую зону. Третья зона охватывает верхнюю часть помещения и часть зоны обслуживания, примыкающую к правой стенке укрытия (рис. 2). Уравнения баланса массы пыли имеют вид

(?„ + ЬпуС3 = СуЬву + У^уСу + 0()ф ЬпоСн + У,Сг$ + + Одф — ЬпуС3 + + ЬваС3 (3)

Цю^з + (50 - $ у - ЬвоСО + ¿'о^О)

где 0Яф - диффузионный поток пыли из укрытия в помещение:

(*дф ~ Рпу Ар [Су~С.)(с1 (4)

Система уравнений (1-4) решалась численно с помощью специальной программы.

Уравнения (1-4) образуют балансовую модель воздухо- и пылеобмена. позволяющую прогнозировать усредненные по отдельным зонам парамет-

:ы воздушной среды и сформулировать граничные условия для более ¡ложной непрерывной модели обеспыливающей вентиляции.

Основу этой модели составляют уравнения Навье - Стокса в прибли-кении Буссинеска - Обербека

ас/ dt

VP Ро

-ь veAU-

gfiT'

'равнения неразрывности

'равнения теплопереноса дТ

at уи '

(5)

(6)

5Т

(7)

(8)

+ Ч(ти-аеЧТ) от Ро£ р

. также уравнения конвективной диффузии аэрозоля

Уравнения (5-8) решались в приближении плоских (двумерных) и ста-ионарных течений несжимаемого газа, что соответствует установившему-я вентиляционному процессу в поперечном сечении выбивного отделения, роходящему через середину накатного укрытия.

Вводя вместо скорости воздуха и его давления новые переменные: )ункцию тока и завихренность воздуха, систему уравнений (5-8) можно ереписать в следующем безразмерном виде:

3F dZ__dF_ J_ dY'dX dX'dY~ Re

\

dF_ 1

dY ' dX dx' dY dF dC fdF

ax2 by2 гдгт

d2T

dY ЭХ \дХ

- + V,

RcPr

3C=_

BY Re5c

ЭХ1 dY1

1

' e2c ax2

1 dT Fr dx

+ G-J-

+ —_ +GC dY2 )

82F

d2F

= ~z

дХ* dY1-

(9)

(10)

Система уравнений (9, 10) дополняется граничными условиями для :ех определяемых величин. Для ее численного решения в настоящей рабо-; применяется метод сеток (метод конечных разностей). Конечно-1зностные аналоги уравнений (9, 10) решались с помощью явных релак-щионных алгоритмов зейделевского типа, разработанных А. А. Самар-шм.

Путем подбора соответствующих значений параметров релаксацш достигается устойчивость и удовлетворительная скорость сходимости дан ного метода при любых шагах сетки.

Решение системы (9, 10) позволяет найти поля скоростей воздушны? течений, распределения концентрации пыли и температуры воздуха как £ укрытии, так и в помещении выбивного отделения.

а б

Рис. 3. Линии тока воздушных течений (а) и распределение концентрации пыли внутри накатного укрытия (б) (1 - С< 1.75 г/м3, 2 - 1.75 < С < 2.25 г/м3, 3 - С >2.25 г/м3 )

На рис. 3 а представлена картина движения воздушных потоков внутри укрытия. Четко видны зоны сквозных течений, где происходят процессы срыва и увлечения потоками воздуха частиц пыли. Варьируя размерами укрытия и штабеля опок, расположением и шириной вытяжного проема, а также объемом отсасываемого воздуха можно управлять движением воздушных потоков и распределением концентрации частиц внутри укрытия (рис.3 6).

Относительная доля частиц, уносимых вместе с аспирируемым воздухом (коэффициент пылеуноса), с увеличением объема вытяжки монотонно возрастает (рис. 4 а), а изменение диффузионного потока пыли из укрытия носит немонотонный характер (рис. 4 б).

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

■пу

Одифф 50 -40 -3020 10

/.„.„ м /с о

Н-1-1--1-1—н

м /с

0,25 0,68 1,06 1,47 1,87

0,25 0,66 1,06 1,47 1,87

а б

Рис. 4. Зависимость коэффициента пылеуноса в аспирационную сеть (а) диффузионного выноса пыли в помещение (б) от расхода отсасываемо) воздуха (5=30 мкм).

Увеличение диффузионного выбивания пылн го укрытия в помещение фи Ь„у > 2 м3/с объясняется возрастанием пылевылеления и усилением гурбулизации воздушной среды внутри укрытия. На рис. 5 сравнивается шсперсный состав пыли, выделяемой в укрытии, и пыли, уносимой вместе : аспирируемым воздухом. В аспирируемой пыли заметно возрастает со-^ржание частиц мелких фракций. Интегралная функция распределения по размерам уносимых частиц показана на рис. 6.

т. %

и»)

V2 л

/ / \

!/

V-!

г и - -

у -

16 2А М 40 5в

10 И »«0 ««100 Я»

Рис. 5. Дифференциальные кривые распределения частиц пыли по размерам (1 - пыль, выделяемая в укрытии; 2- пыль в отсасываемом воздухе, расчетная кривая)

Рис. 6. Дисперсный состав аспирируемой пыли (• -экспериментальные данные; -- расчетная кривая)

Расчеты, выполненные по специальной методике, показывают, что эта фивая наилучшим образом аппроксимируется логарифмически-юрмальным законом с переменной дисперсией. Таким образом, эта особенность уносимой пыли впервые установленная профессором В.А. Минко цгя укрытий перегрузочных узлов, подтверждается также для накатных тсрытий выбивных решеток.

Рис. 7. Имитационное моделирование движения частиц в накатном укрытии а - крупных и средних размеров, б - мелкодисперсной пыли.

Рассмотренная выше непрерывная модель обеспыливающей вентиля ции (модель "аэрозольной жидкости") не учитывает инерционного осаждения частиц средних и крупных размеров, которое оказывает существен ное влияние на работу укрытия.

Инерционное осаждение пыли обычно исследуется с помощью метода траекторий, т.е. путем решения уравнений движения частиц:

Л Л 24г

однако, при этом не учитываются стохастические возмущения движения частиц со стороны турбулизованной газовой среды, приводящие к размыванию их траекторий. Эту особенность взаимодействия частиц с несущим потоком воздуха можно учесть с помощью метода Монте-Карло, представив движение частицы как чередование ее упорядоченных перемещений и рассеяний под действием турбулентных пульсаций воздуха. Продолжительность упорядоченного перемещения частицы, ее координаты и скорость после рассеивания являются случайными величинами, разыгрываемыми с помощью ЭВМ:

х' = х + 1со$,в, / = у+1втв

У± = кГхсо5б>, Уу=кУ},зт# Vй)

где О = 2яу и / = -М\п/ • случайные величины угла рассеивания и смещения частицы, у - генерируемое ЭВМ псевдослучайное число, принадлежащее интервалу (О, I).

Расчеты показывают, что инерционное осаждение частиц средних и крупных размеров приводит к снижению коэффициента уноса этих частиц, найденного с помощью непрерывной модели, примерно на 10 %. Данный метод может быть использован для уточненного расчета эффективности различных сепарирующих устройств, встраиваемых в аспираци-онные укрытия.

Влияние турбулентных пульсаций воздуха на движение частиц различных размеров показано на рис. 7. Из рис. 7 а следует, что турбулентные пульсации слабо влияют на движение частиц размерами 5 > 40 мкм. Для мелкодисперсной пыли турбулентное размешивание аэрозоля размывает траектории частиц и приводит к выбиванию пыли из укрытия в помещение навстречу потоку всасываемого воздуха (рис. 7 б).

В рамках непрерывной модели работы обеспыливающей вентиляции исследовалось состояние воздушной среды выбивных отделений, возникающее при совместном действии местной вытяжной и общеобменной вентиляции (аэрации).

На рис. 8 показаны особенности движения воздушных потоков в помещении выбивного отделения. Выбранная схема организации воздухообмена позволяет избежать образования крупномасштабных циркуляции воздуха в рабочей зоне.

Запыленность воздушной среды выбивного отделения показана на рис. 9, а распределение температуры воздуха - на рис. 10.

тделения

Рис.9. Распределениекоицен- Рис. 10. Распределение температу-

трации пыли внутри помещения ры внутри помещения выбивного

выбивного отделения отделения (1 - 20° </<22°, 2 -

(1 - С< Сток , 2 -С= (5 - 10)С,щк 22° <(< 24°, 3 - 24° < / < 26°, 4 -

3-С =(10-20)Спдк,4-С>20Спдк) / >26°)

Расчеты показывают, что существенное влияние на пылевую ситуа-«0 в выбивном отделении оказывают также геометрические факторы, в >м числе место расположения накатного укрытия на выбивном участке.

Найденные в результате компьютерного моделирования схемы цирку-[ции воздушных потоков, распределения температуры и концентрации

пыли согласуются с экспериментальными данными, полученными В.В. Ба туриным, Б.Д. Симаковым, Э.В. Сазоновым и другими.

В третьей главе рассмотрены результаты экспериментальных и натур ных исследований, целью которых является определение параметров мате матических моделей и проверка их адекватности. Песчано-глинистая фор мовочная смесь представляет собой капиллярно-пористое тело с плотно стью 1500 - 1700 кг/м3 . В интервале от 0 до 200 °С удельная теплоемкост формовочной смеси равна С = 0.8 кДж/(кг • К). Температура формовоч ной смеси быстро снижается от отливки к стенкам опоки, но все же е среднее значение может достигать 200 °С. Зерновой состав отработанно! формовочной смеси исследовался ситовым методом (табл. 1).

Плотность частиц пыли горелой земли определялась пикнометриче ским способом. Ее значение изменялось от 2600 до 2640 кг/м3. Форма час тиц исследовалась с помощью микроскопа. Усредненное значение коэф фициента формы равно ф = 1.52.

Таблица 1

Данные ситового анализа горелой формовочной смеси

Размер ячеек сита, мм 10 7 5 2 1 0.63 0.4 0.25 0.1 0.05 <0.05

Остаток на ситах, % 3 6 13 14 19 13 9 7 6 6 4

Всю массу отработанной формовочной земли можно условно разд( лить на две части: просыпь, которая сразу проваливается через щели вь бивной решетки в бункер, и пыль, переходящую во взвешенное состоянш Дисперсный состав пылевой части горелой формовочной земли, найдет ный методом жидкостной седиментации, приведен в табл. 2.

Таблица 2

Дисперсный состав пыли отработанной формовочной земли

(5,./, 6), мкм <5 5-10 10-20 20-40 40-60 >60

ДЦ 0.07 0.09 0.16 0.36 0.24 0.08

При выбивке отливок происходит интенсивное выделение теплоты 113 тем поверхностной теплоотдачи опок, а также в результате остывания О' работанной формовочной земли, просыпающейся через выбивные реше: ки. Количество выделяемой в укрытии теплоты, определялось по измеш нию температуры отсасываемого воздуха и отработанной формовочно земли. В зависимости от загрузки решеток, величина тепловыделений и: менялась от 10 до 25 кВт на 1 м ширины выбиваемых опок.

Параметры отсасываемого воздуха (расход, запыленность и диспер< ный состав аспирируемой пыли) измерялись в соответствии с методикам НИИОгаза и Гинцветмета. Профиль концентрации пыли по сечению вс;

икального участка аспирационного воздуховода показан на рис.11. Уста-:овлено, что запыленность отсасываемого воздуха при постоянном его асходе с увеличением массы выбиваемой земли возрастает (рис. 12), а исперсный состав аспирируемой пыли (табл. 3) практически не меняется.

Интенсивность выделения пыли в укрытии найденная по запыленнсти всасываемого воздуха изменялась от 3 до 10 г/с, при этом валовое выде-ение пыли достигало 1 % массы находившейся в опоках формовочной емли.

Таблица 3

Дисперсный состав аспирируемой пыли горелой формовочной смеси

(8м, 3), мкм <5 5-10 10-20 20-40 40-60 >60

АО, 0.12 0.14 0.20 0.36 0.16 0.02

С использованием прямых и косвенных измерительных методик полу-ены экспериментальные значения основных параметров массообмена пы-:и (интенсивности диффузионного выноса пыли из укрытия, поверхност-юго пыления, осаждения пыли), а также естественного (организованного и [сорганизованного) воздухообмена выбивного отделения литейного цеха.

Расхождение расчетных и экспериментальных значений основных па-1аметров аспирируемого воздуха и воздушной среды помещения не пре-ышает 20 %, что свидетельствует об адекватности разработанных матема-ических моделей.

Четвертая глава работы посвящена оптимизации обеспыливающей ентиляции выбивных отделений и разработке научно-практических реко-шндаций по проектированию и реконструкции систем обеспыливания.

Математические модели, местной вытяжной и общеобменной обес-[ыливающей вентиляции выбивных отделений отличаются большой слож-юстью и высокой размерностью (число независимых переменных достига-т тридцати), поэтому прямой перебор и сравнение возможных вариантов обеспыливающей вентиляции, даже с применением современной вычисли-ельной техники, очень трудоемок. Методы оптимизации позволяют мак-имально упростить поиск наиболее эффективного и экономически выгод-юго варианта системы обеспыливания. Общим критерием эффективности истем обеспыливания является величина годовых приведенных затрат на [X устройство и функционирование.

Наиболее энергоемкой частью системы обеспыливания является юстная вытяжная вентиляция, основными эксплуатационными характери-тиками которой является производительность (расход отсасываемого ;оздуха) и концентрация пыли в аспирируемом воздухе . По этим характе-шстикам рассчитывается система очистки вентиляционных выбросов в :ачестве которой часто используются группы циклонов НИИОгаза. Уменьшение объема отсасываемого воздуха приводит к возрастанию за-(ыленности рабочей зоны и уменьшению эффективности улавливания пы-

ли в циклонах. С другой стороны, увеличение расхода отсасываемого во: духа ведет к возрастанию энергопотерь на его очистку.

Отсюда вытекает система ограничений оптимизационной задачи:

Срз<Сцдк> Су-{{-л)<Спдв 0-

где 7) - степень очистки воздуха, а величина предельно-допустимого выброса рассчитывается по специальным методикам.

Учитывая вышесказанное, сведем общую оптимизационную задачу к двух частным:

Ьау —> тт, Сву -> гтпп (14

с.,*.

Рис. 11. Профиль концентра- Рис. 12. Зависимость концнет-ции частиц пыли по сечению рации пыли в отсасываемом аспирационного воздуховода воздухе от массы выбиваемой

формовочной смеси

с дополнительным ограничением, отражающими особенности очистки воздуха в циклонах: Уг < 3.5 м/с.

Основой оптимизационного исследования является комплекс математиче ских моделей, разработанных во второй главе, однако использование это го комплекса для непосредственного решения задач оптимизации затруд нительно. Поэтому в данной работе применяется двухэтапный метод оп тимизации. На первом этапе рассматривается балансовая модель воздухо и пылеобмена выбивного отделения, на основе которой выводятся при ближенные аналитические выраженпия (линейные и степенные) дл; функции отклика. Для поиска оптимума целевых функций применяете* градиентный метод с использованием линеаризации функций отклике (рис.13).

Задать :

к - количество варьируемых переменных

< у. < г(а)

J ) J ограничения на варьируемые переменные

у

- начальное приближение к оптимальному решению 1 - параметр сходимости алгоритма М - максимальное число итераций

Положить 5 = 0

I

Выполнить линейную аппроксимацию целевой ф-ии Вычислить градиент целевой ф-ии

.5'=.?+ 1

Результаты

^ Конец ^

Рис. 13. Блок-схема градиентного метода оптимизации

На втором этапе найденное в рамках балансовой модели оптимизационное решение уточняется с помощью полной математической модели обеспыливающей вентиляции.

В результате предварительных оптимизационных исследований установлено,. что зависимость концентрации пыли в рабочей зоне от производительности местной вытяжной вентиляции носит немонотонный характер, благодаря чему в каждом конкретном случае существует вполне определенный расход отсасываемого воздуха, при котором концентрация пыли в рабочей зоне накатного укрытия будет минимальной (рис. 14). Пылевая ситуация в рабочей зоне существенно зависит также от величины общего воздухообмена, создаваемого в результате совместного действия местной вытяжной вентиляции и естественного проветривания помещения - аэрации. При заданном расходе аспирируемого воздуха запыленность рабочей зоны снижается путем увеличения и н0 , а также соответствующего выбора (см. рис. 1). В результате проведения вычислительных экспериментов установлено, что наименьшее значение минимизированной концентрации пыли в рабочей зоне достигаются при расходе отсасываемого воздуха 1ву = 1.2 м3/с на 1 м2 площади выбивной решетки, что на 20 % меньше рекомендуемого значения (рис. 14). Дальнейшего снижения запыленности рабочей зоны можно достичь уменьшая ее площадь , увеличивая размеры накатного укрытия, уменьшая площадь его неплотностей (щелей) и увеличивая площадь вытяжного проема укрытия. Существенную роль в формировании пылевой обстановки в выбивном отделении играет поверхностное пыление(рис. 15).

Если перечисленные выше планировочные, конструкторские и организационные мероприятия не позволяют добиться предельно-допустимой запыленности рабочей зоны, то необходимо снизить загрузку выбивных решеток.

Важной эксплуатационной характеристикой накатного укрытия является коэффициент пыяеуноса, представляющий собой долю выделяемой в укрытии пыли, которая захватывается вместе с отсасываемым воздухом. Установлено, что величина пылеуноса увеличивается с ростом расхода отсасываемого воздуха и убывает с увеличением площади укрытия. Приведенные выше результаты предварительных оптимизационных исследований использовались для целенаправленной постановки вычислительных экспериментов на основе всего комплекса математических моделей. Анализ полученных непрерывных распределений концентрации пыли в помещении, его рабочей зоне, а также в самом укрытии позволяет детализировать пылевую ситуацию в выбивном отделении и уточнить пылединами-ческие характеристики укрытия. В частности, было установлено, что из-за сильной неоднородности распределения пыли в рабочей зоне ее концентрация на рабочих местах у самой решетки на 30 - 40 % превышает ее среднее значение.

5ис. 14. Зависимость минималь-юй концентрации в рабочей зою от объема отсасываемого воз-1уха

Рис. 15. Зависимость средней концентрации пыли в рабочей зоне от интенсивности поверхностного пиления при отсутствии технологического пылевы-деления

По той же причине коэффициент пылеуноса оказался на 20 % выше его шачения, прогнозируемого на основе приближенной оптимизационной модели. В рамках непрерывной модели исследовалась зависимость коэффициента пылеуноса от высоты укрытия и тепловыделения выбиваемых шок. Установлено, например, что увеличение высоты укрытия с 4 до 6 м юзволяет снизить коэффициент уноса пыли на 18 % . Снижение вдвое те-мовыделений от выбиваемых литейных форм приводит к уменьшению тылеуноса еще на 7 %. Окончательный проверочный расчет пылеуноса, считывающий дисперсный состав выделяемой пыли и столкновения частиц : обтекаемыми поверхностями, производился на основе имитационной :тохастической модели движения частиц пыли внутри укрытия.

Итогом выполненных исследований является разработка практцче-жих рекомендаций по проектированию и реконструкции обеспыливающей ¡ентиляции выбивных отделений, суть которых сводится к использованию сомплексных систем обеспыливания, оптимизации их конструктивных и жсплуатационных параметров, снижению вторичного пыления и рацио-гальной организации естественного воздухообмена помещений.

В приложениях к диссертации приведен пакет прикладных программ и жты внедрения результатов исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ теории и практики обеспыливания цехов с лыле-I тепловыделениями, показавший необходимость углубленого изучения >сновных процессов обеспыливающей вентиляции и разработки уточнен-!ых методов их расчета, как основы рационального проектирования систем обеспыливания.

2. Разработан комплекс математических моделей, имеющий блочно-иерархическую структуру и включающий в себя: уточненную балансовую модель воздухо- и пылеобмена выбивных отделений; непрерывную дифференциальную модель распределения параметров воздушной среды в вентилируемых объемах; имитационную модель движения частиц пыли внутри аспирационных укрытий.

3. Выполнен комплекс натурных и экспериментальных исследований, позволяющих определить основные параметры математических моделей, в том числе, расход вентиляционного воздуха, интенсивность выделения пыли и теплоты, а также физико-механические свойства частиц пыли. Установлено, что математические модели адекватно описывают протекающие в выбивном отделении процессы воздухо- и пылеобмена.

4. Разработан и численно реализован двухэтапный метод определения оптимальных геометрических и режимных параметров комплексной системы обеспыливания, обеспечивающих требуемые параметры воздушной среды в зоне обслуживания выбивных решеток при снижении объема отсасываемого воздуха на 15-20 %;

5. Создан пакет прикладных программ , включающий в себя:

- программу решения полной системы уравнений воздушного, теплового и пылевого баланса, описывающих совместную работу местной вытяжной и общеобменной естественной и (или механической) вентиляции в помещениях с интенсивными пыле- и тепловыделениями;

- программу численного решения системы уравнений Навье-Стокса, теплопереноса и конвективной диффузии аэрозоля, позволяющую рассчитывать поля скоростей движения воздуха, температуры и концентрации пыли в поперечном сечении вентилируемого помещения;

- программу имитационного моделирования на основе метода Монте-Карло движения частиц пыли внутри накатного укрытия, позволяющую выполнить уточненный расчет пылеуноса в аспирационную сеть;

- программу решения нелинейной задачи условной оптимизации комплексной системы обеспыливания производственных помещений;

6. Разработаны практические рекомендации по проектированию и модернизации обеспыливающей вентиляции выбивных отделений литейных цехов, показана перспективность применения комплексных энергосберегающих систем обеспыливания. Методы моделирования обеспыливающей вентиляции и компьютерные программы используются в проект ной и исследовательской работе, а также в учебном процессе Белгород ской технологической академии строительных материалов. Результаты ис следований приняты.к внедрению на ОАО "Белэнергомаш" и внедрены ш Механическом заводе ОАО "Норильская горная компания". Подтвержден ный экономический эффект составляет 76.8 тыс. руб/год. (в ценах 2000 г. на одну вентиляционную систему.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Окунева Г.Л., Шаптала В.В. Оптимизация обеспыливающей венти-яции производственных помещений // Сб. докл. Междунар. конф. / Ресур-ч- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и онструкций. -Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1995. -С. 143.

2. Логачев И.Н., Шаптала В.В. Оптимизация местной вытяжной вен-гощии в цехах с тепловыделениями //Сб. матер. Междунар. науч.-техн. энф. /Проблемы охраны производственной и окружающей сред. - Волго-эад: Изд. ВолгГАСА, 1997.-С. 123.

3. Шаптала В.Г., Логачев И.Н., Окунева Г.Л. Шаптала В.В. Матема-тческое моделирование распределения температуры и концентрации редных примесей в цехах обжига // Сб. докл. Междунар. конф. / Промыш-гнность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение условиях рыночных отношений. - Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1997. Г. 60- 63.

4. Шаптала В.В., Логачев И.Н. О математическом моделировании у'рбулентных течений воздуха в системах промышленной вентиляции // омпьютерное моделирование. Сб. науч. тр. -Белгород: Изд. БелГТАСМ, 398. С. 343 - 348.

5. Шаптала В.В. Компьютерное моделирование аспирации тепло- и ылевыделяющего оборудования //Математическое моделирование техно-огических процессов в производстве строительных материалов и конст-укций. Сб. науч. тр. -Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1998. - С.74-79.

6. Шаптала В.В. Вычислительный эксперимент в исследовании эффектности местной вытяжной вентиляции // Математическое моделирование -■хнологических процессов в производстве строительых материалов и энструкций. Сб. науч. тр. -Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1998. - С.80-85.

7. Шаптала В.Г., Минко В.А., Логачев И.Н., Окунева Г.Л., Логачев .И., Феоктистов Ю.А., Лавриненко Т.Н., Шаптала В.В. Математическое беспечение САПР систем вентиляции. Учеб. пособие. -Белгород: Изд-во елГТАСМ, 1998.-77с.

8. Шаптала В.В. Статистическое моделирование пылединамики аспи-ационных укрытий //Сб. докл. Междунар. научно-практической конф. Гередовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XI века. -Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1998. - С. 727-730.

9. Минко В.А., Логачев И.Н., Шаптала В.Г., Логачев К.И., Шаптала .В, Мелихов Г.В. Комплексные системы обеспыливания воздуха при пе-гработке сыпучих материалов // Материалы междунар. науч.-техн. конф. $оронеж: Изд. ВГАСА, 1998. -с. 137-140.

10. Шаптала В.В. Математическое моделирование и расчет смешан-эго воздухообмена выбивных отделений литейных цехов // Сооружения, энструкции, технологии и строительные материалы XXI века: Сб. докл. II [еждународ. конф. - шк.- сем. Молодых ученых, аспирантов и докторан-)в. - Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1999. -ч.4. с. 57-61.

11. Шаптала В.В. Оптимизационная модель обеспыливания выбивны отделений литейных цехов //Сооружения, конструкции, технлогии и строи тельные материалы XXI века: Сб. докл. II Междунар. конф. - шк,- сем Молодых ученых, аспирантов и докторантов. - Белгород: Изд. БелГТАСМ 1999. -4.4. с. 62 - 65.

12. Окунева Г.Л., Шаптала В.Г., Шаптала В.В. Математическое моде лирование вентиляции производственных помещений // Математическо моделирование в естественных и гуманитарных науках. Тезисы докладов. Воронеж: Изд. ВГУ, 2000. - С. 168.

13. Шаптала В.В. Вопросы организации и расчета энергосберегаю щей системы сухой очистки запыленных аспирационных выбросов // СЕ докл. Междунар. науч.-практич. конф. "Качество, безопасность, энерго- 1 ресурсосбережение в пром. строит, матер, и строительстве на пороге Х>! века" - Белгород, Изд. БелГТАСМ, 2000. - ч.б -с. 137-141.

14. Шаптала В.В. Алгоритм численной оптимизации систем обеспы ливания производственных помещений. // Сб. докл. Междунар. науч. практич. конф. "Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение пром. строит, матер, и строительстве на пороге XXI века" - Белгород, Из; БелГТАСМ, 2000. - ч.б -с. 132-136

15. Шаптала В.Г., Окунева Г.Л., Шаптала В.В. Численное моделирс вание воздухообмена цехов с пыле- и теплогазовыделениями- Известия в} зов. Строительство и архитектура, 2000, № 10.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:

Т - абсолютная температура, К\ Я - универсальная газовая постоянна} Дж/(Кмоль-К); М - молярная масса воздуха кг/Кмоль; Ср - изобарич< екая теплоемкость воздуха, Дж/кг; П,р - коэффициент турбулентной диффз зии частиц, м2/с; - скорость витания частиц, м/с; 5-размер частиц, мк\ С„)?, СВу - массовые расходы воздуха поступающего в укрытие и отсасыва« мого из него, кг/с; Спо, Сао - расходы воздуха поступающего и удаляемог из помещения через нижние и верхние проемы; См - производительное! приточной механической вентиляции; Гву - площади приточного и вь тяжного проемов укрытия, м2; Рв0 - площади нижнего и верхнего аэр< ционных проемов помещения; Ру Ра - разрежения в укрытии и аспиращ онном воздуховоде, Па; Ра - избыточное статическое давление в помещ! нии; Тн, Т0, Ту, Тм - абсолютные температуры: наружная, в помещении, в у] рытии и механического притока; Пу, Н0 - разности отметок середин вер; них и нижних проемов укрытия и помещения, м; Оу (5„ - теплоизбытки укрытии и помещении, Вт; ¡лп = 0.65, //„ = 0.45 - коэффициенты расход приточных и вытяжных проемов; Оп - интенсивность выделения пыли в у] рытии, мг/с; Су, С3, С0 - средние значения концентрации пыли в укрытии рабочей и верхней зоне соответственно, мг/м3; Сн - концентрация пыли

приточном (наружном) воздухе (поступлением пыли вместе с механическим притоком пренебрегаем); Зу Я3 - площади укрытия, рабочей и верхней зоны в пределах рассматриваемого слоя выбивного отделения, м2; -функция тока, м2/с; О - завихренность воздуха, 1/с; базисные величины: Нб = Но, иб = I м/с, Тб = 20 °С, Сб = Спда ; = V + к, - эффективный коэффициент вязкости, м2/с, . ае-а + аг эффективный коэффициент температуропроводности , м2/с.

, нб нб и6 и6 и6 Иг

у 2 = пнб с КТН6 с =Мб.

ад' и б ' 7V 7 РоСри6Т5' с ибсб'

критерии: = = —^---- Стокса; Иг = —; Фруда;

Ч 18/1 Нб ёНб'

Яс = . Рейлольдса; Шмидта, Рг = У«Ре>СР . Прандтля

х'п Йр К

Отпечатано в БелГТАСМ, 308012, г.Белгород, ул.Костюкова, 46 Тираж 100 экз. Заказ 305

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ВЫБИВНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ

И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Процесс выбивки отливок и сопровождающие его вредные факторы.

1.2. Характеристика местной вытяжной вентиляции выбивных отделений литейных цехов.

1.3. Методы расчета местных отсосов от пылевыделяющего оборудования.

1.4. Задачи исследования и методологические основы работы

1.5. Выводы.

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЕСПЫЛИВАЮЩЕЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ВЫБИВНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ ЛИТЕЙНЫХ ЦЕХОВ.

2.1. Определение усредненных характеристик воздухо- и пылеобмена выбивных отделений.

2.2. Математическая модель распределения воздушных потоков, концентрации пыли и температуры воздуха в аспирационных укрытиях и вентилируемых помещениях.

2.2.1. Постановка задачи в плоском приближении.

2.2.2. Вывод основных уравнений и граничных условий.

2.2.3. Конечно-разностная схема задачи.

2.2.4. Организация вычислительного процесса.

2.3. Пылединамика накатных укрытий выбивных решеток.

2.3.1. Прогнозирование параметров аспирируемого воздуха.

2.3.2. Исследование истинных траекторий движения частиц и уточнение величины пылеуноса.

2.4. Моделирование состояния воздушной среды в помещении выбивного отделения.

2.5. Выводы.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАТЕМАТИЧЕСКИХ

МОДЕЛЕЙ ПО ДАННЫМ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Теплофизические и физико-механические свойства отработанной формовочной смеси.

3.2. Валовые выделения пыли и теплоты в накатных укрытиях.

3.3. Концентрация и дисперсный состав пыли в аспирируемом воздухе.

3.4. Параметры массообмена пыли в помещении выбивного отделения.

3.5. Выводы.

ОПТИМИЗАЦИЯ ОБЕСПЫЛИВАЮЩЕЙ ВЕНТИЛЯЦИИ И РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И РЕКОНСТРУКЦИИ СИСТЕМ ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ВЫБИВНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ.

4.1. Общая постановка задачи оптимизации систем обеспыливания

4.2. Выбор и анализ оптимизационного алгоритма.

4.3. Методика проведения оптимизационного исследования

4.4. Результаты оптимизационных расчетов и практические рекомендации.

4.5. Выводы.

СНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

ПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

1РИЛОЖЕНИЯ.

Выполненная работа посвящена разработке метода расчета и оптимизации систем обеспыливания выбивных отделений литейных цехов, которые позволяют обеспечить нормируемые параметры воздушной среды на рабочих местах, снизить выброс пыли в атмосферу, повысить рентабельность производства.

Актуальность темы. Литье в песчано-глинистые формы является важнейшим способом изготовления заготовок и деталей машин. Доля литых деталей в общей массе машин непрерывно повышается и составляет в настоящее время от 50 до 80%.

Одной из самых тяжелых по условиям труда операцией литейного производства является выбивка отливок, которая сопровождается интенсивным выделением пыли и теплоты. В выбивных отделениях применяются различные способы борьбы с пылью (местная вытяжная вентиляция, общий воздухообмен помещения, пылеуборка поверхностей), однако, несмотря на большие объемы отсасываемого воздуха (от 1.5 до 12 тыс. м3/ч на 1 м2 площади выбивных решеток), концентрация пыли на рабочих местах значительно превышает предельно-допустимую.

Главной причиной неудовлетворительной работы средств обеспыливания является отсутствие надежной методологической основы для поиска оптимальных технических решений и рационального проектирования обеспыливающих систем. Разработка же такой основы возможна лишь с применением достаточно полных и сложных математических моделей, реализуемых с помощью современной вычислительной техники. Построение математических моделей основных процессов обеспыливания, разработка вычислительных и оптимизационных алгоритмов и создание на их основе необходимого программного обеспечения является весьма актуальной задачей, без решения которой невозможно создание САПР обеспыливающей вентиляции.

Цехи с интенсивными пыле- и тепловыделениями широко распространены в различных отраслях промышленности, поэтому обоснование рациональных способов организации обесыливающей вентиляции обеспечивающих снижение затрат и улучшение условий труда, имеет важное социально-экономическое значение.

Диссертация выполнена на кафедре машин и оборудования промышленной экологии БелГТАСМ в рамках межвузовской научно-технической программы "Строительство" по теме " Разработка методов, технических условий и рекомендаций по реконструкции и модернизации обеспыливающей вентиляции производственных помещений".

Цель работы: Разработка научно-практических методов повышения эффективности и снижения энергоемкости обеспыливающей вентиляции выбивных отделений литейных цехов на основе моделирования и уточненного расчета комплексных систем обеспыливания.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- изучить состояние теории и практики обеспыливания выбивных отделений литейных цехов и других производственных помещений с интенсивными пыле- и тепловыделениями;

- построить математические модели, описывающие работу комплексных систем обеспыливания;

- подтвердить адекватность математических моделей и определить их основные параметры на основе натурных и лабораторных исследований;

- разработать метод оптимизации системы обеспыливания выбивных отделений;

- создать пакет прикладных программ для компьютерной реализации математических и оптимизационных моделей;

- разработать и внедрить практические рекомендации по проектированию и реконструкции систем обеспыливания.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработан и численно реализован комплекс математических моделей, описывающий основные процессы вентиляции производственных помещений с пыле- и тепловыделениями;

- методом имитационного моделирования (методом Монте-Карло) описано движение частиц пыли в турбулентном потоке воздуха, что позволило уточнить параметры пылеуноса из укрытий выбивных решеток;

- разработан метод оптимизации комплексных систем обеспыливания выбивных отделений, включающих в себя местную вытяжную вентиляцию, общий естественный и механический воздухообмен помещения, пылеуборку поверхностей и систему очистки отсасываемого воздуха.

На защиту выносятся:

- методы моделирования турбулентных неизотермических течений запыленного воздуха в плоских областях с границами сложной формы при наличии стационарных источников выделения пыли и теплоты;

- уточненная балансовая модель воздухо- и пылеобмена выбивного отделения, непрерывная (дифференциальная) модель распределения параметров воздушной среды, а также имитационная модель движения частиц пыли внутри накатного укрытия;

- расчет необходимой производительности местной вытяжной вентиляции от пыле- и тепловыделяющего оборудования, исходящий из необоходимости обеспечения нормируемой концентрации пыли на рабочих местах с учетом действия всего комплекса средств обеспыливания;

- методики и результаты экспериментального определения параметров математических моделей процессов обеспыливания;

- двухэтапный метод, алгоритм и результаты оптимизации комплексных систем обеспыливания выбивных отделений литейных цехов;

- пакет прикладных программ для расчета и оптимизации всего комплекса средств обеспыливания;

- рекомендации по проектированию и модернизации систем обеспыливания выбивных отделений и других производственных помещений с интенсивными пыле- и тепловыделениями.

Практическая значимость работы состоит в следующем:

- результаты теоретических и экспериментальных исследований использовались при разработке технических решений, позволяющих на 15 - 20 % снизить энергопотребление систем обеспыливания, создать нормальные условия труда и уменьшить пылевое загрязнение воздушного бассейна аспирационными выбросами;

- результаты диссертационного исследования рекомендованы проектным институтом "Центрогипроруда" к использованию при разработке САПР обеспыливающей вентиляции, приняты к внедрению на ОАО "Белэнергомаш" (Приложение 2) и внедрены в ОАО "Норильская горная компания" (Приложение 3) при проектировании новых и модернизации действующих систем обеспыливания выбивных отделений литейных цехов и других производственных помещений с пыле- и тепловыделениями;

- результаты работы использовались при выполнении госбюджетной НИР: "Исследование процессов и развитие теории комплексного обеспыливания воздуха с целью минимизации негативного воздействия пылевого загрязнения на окружающую среду и человека" (Отчет о НИР, № госрегистрации 01990005602 г. Белгород, БелГТАСМ);

- результаты работы используются в учебном процессе кафедры "Машины и оборудование промышленной экологии" БелГТАСМ при изучении курсов "Компьютерное моделирование систем ТГВ" и "Основы автоматизированного проектирования" (Приложение 4);

- полученные в работе результаты могут быть использованы в различных отраслях промышленности, имеющих цехи с мощными источниками пыле- и тепловыделений.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующий научно-технических конференциях:

- Международная конференция "Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" (г. Белгород, 1995).

- Международная конференция "Промышленность стройматериалов и стройиндустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений" (г. Белгород, 1997).

- Международная научно-техническая конференция "Проблемы охраны производственной и окружающей сред" (г. Волгоград, 1997).

- Международная научно-техническая конференция "Высокие технологии в экологии" (г. Воронеж, 1998).

- Международная научно-практическая конференция - школа - семинар "Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века "(г. Белгород, 1998).

- II Международная конференция - школа - семинар "Сооружения, конструкции, технологии и строительные материалы XXI века" г. Белгород, 1999).

- Международная научно-практическая конференция "Качество, безопасность, энерго- и ресурсосбережение в промышленности строительных материалов и строительстве на пороге XXI века." (г. Белгород, 2000).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 15 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованных источников (152 наименования) и 5 приложений. Диссертация изложена на 172 страницах машинописного текста и содержит 44 рис. и 15 таблиц.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ теории и практики обеспыливания цехов с пыле-и тепловыделениями, показавший необходимость углубленого изучения основных процессов обеспыливающей вентиляции и разработки уточненных методов их расчета, как основы рационального проектирования систем обеспыливания.

2. Разработан комплекс математических моделей, имеющий блочно-иерархическую структуру и включающий в себя: уточненную балансовую модель воздухо- и пылеобмена выбивных отделений; непрерывную дифференциальную модель распределения параметров воздушной среды в вентилируемых объемах; имитационную модель движения частиц пыли внутри аспирационных укрытий.

3. Выполнен комплекс натурных и экспериментальных исследований, позволяющих определить основные параметры математических моделей, в том числе, расход вентиляционного воздуха, интенсивность выделения пыли и теплоты, а также физико-механические свойства частиц пыли. Установлено, что математические модели адекватно описывают протекающие в выбивном отделении процессы воздухо- и пылеобмена.

4. Разработан и численно реализован двухэтапный метод определения оптимальных геометрических и режимных параметров комплексной системы обеспыливания, обеспечивающих требуемые параметры воздушной среды в зоне обслуживания выбивных решеток при снижении объема отсасываемого воздуха на 15-20 %;

5. Создан пакет прикладных программ , включающий в себя:

- программу решения полной системы уравнений воздушного, теплового и пылевого баланса, описывающих совместную работу местной вытяжной и общеобменной естественной и (или механической) вентиляции в помещениях с интенсивными пыле- и тепловыделениями;

- программу численного решения системы уравнений Навье-Стокса, теплопереноса и конвективной диффузии аэрозоля, позволяющую рассчитывать поля скоростей движения воздуха, температуры и концентрации пыли в поперечном сечении вентилируемого помещения;

- программу имитационного моделирования на основе метода Монте-Карло движения частиц пыли внутри накатного укрытия, позволяющую выполнить уточненный расчет пылеуноса в аспирационную сеть;

- программу решения нелинейной задачи условной оптимизации комплексной системы обеспыливания производственных помещений; 6. Разработаны практические рекомендации по проектированию и модернизации обеспыливающей вентиляции выбивных отделений литейных цехов, показана перспективность применения комплексных энергосберегающих систем обеспыливания. Методы моделирования обеспыливающей вентиляции и компьютерные программы используются в проектной и исследовательской работе, а также в учебном процессе Белгородской технологической академии строительных материалов. Результаты исследований приняты к внедрению на ОАО "Белэнергомаш" и внедрены на Механическом заводе ОАО "Норильская горная компания". Подтвержденный экономический эффект составляет 76.8 тыс. руб/год. (в ценах 2000 г.) на одну вентиляционную систему.

1. Матвеенко И.В., Тарский B.JI. Оборудование литейных цехов. -М.: Машиностроение, 1977. -503 с.

2. Аксенов П.Н. Оборудование литейных цехов. -М.: Машиностроение, 1977.- 503 с.

3. Свердлов В.И. Механизация и автоматизация процессов заливки форм, выбивки и очистки отливок. -Л.: Машиностроение, 1980. -80 с.

4. Иванов B.C. Охрана труда в литейном и термическом производстве. -М.: Машиностроение, 1990. 224 с.

5. Матюхов В.Г. Техника безопасности в литейном производстве. -М.: Высшая школа, 1980. 94 с.

6. Правила техники безопасности и производственной санитарии в литейном производстве машиностроительной промышленности. М.: Машиностроение, 1967. 71 с.

7. Бромлей М.Ф., Красинов Г.И. Отопление и вентиляция чугунолитейных цехов. -М.: Профиздат, 1954. -254 с.

8. Бутаков С.Е. Аэродинамика систем промышленной вентиляции. -М.: Профиздат, 1946. -268с.

9. Гервасьев A.M. Промышленная вентиляция. -Свердловск: Метал-лургиздат, 1960. ВНИ. 9. с. 13- 20

10. Нейков О.Д., Логачев И.Н. Аспирация и обеспыливание при производстве порошков. М.: Металлургия, 1981. 192с.

11. Логачев И.Н, Стуканов В.И. Борьба с пылью при обогащении и окусковании полезных ископаемых // Справочник по борьбе с пылью в горнобобывающей промышленности. -М.:Недра, 1982.240 с.

12. Минко В.А. Основы промышленной вентиляции и пневмотранспорта. -М.: Изд. МИСИ, БТИСМ, 1975. 129 с.

13. Минко В.А., Кулешов Н.И., Плотникова Л.В., Шаптала В.Г., Бор-зенков А.В., Калягин М.Ф., Подгорный Н.Н. Обеспыливание в литейных цехах машиностроительных предприятий. -М.:Машиностроение, 1987.-224 с.

14. Минко В.А. Обеспыливание технологических процессов производства строительных материалов. Воронеж : Изд. ВГУ, 1981. 175с.

15. Hemeon W.C.L. Plant and Process Ventilation. -N.Y.: The Industrial Press, 1955.-352 p.

16. Pring R.T., Knudsen J.F., Dennis K, Industry and Engin. Chem., 1949, V.41. - p. 2242-2253.

17. Инструкция по комплексному улучшению условий труда на обогатительных фабриках металлургической промышленности. -Л.: Механобрчермет, 1984.-166с.

18. Проектирование и эксплуатация укрытий мест пылеобразования . Методические указания. /Минко В.А., Абрамкин Н.Г. и др. Белгород : Изд. БТИСМ, 1989. - 40с.

19. Расчет аспирации и систем ЦПУ. Методические указания./Минко В .А., Логачев И.Н. -Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1998. -54с.

20. Батурин В.В., Эльтерман В.М. Аэрация промышленных зданий. -М.:Стройиздат, 1963. 205 с.

21. Акинчев Н.В. Общеобменная вентиляция цехов с тепловыделениями М.: Стройиздат, 1984. - 144 с.

22. Реттер Э.И., Стриженов С.И. Аэродинамика зданий. М.: Стройиз-дат, 1968.-240с.

23. Шаптала В.Г., Минко В.А. Особенности массообмена пыли в производственных помещениях // Изв. Вузов. Строительство и архитектура. 1980, № 8 с. 108 -112.

24. Шаптала В.Г. Математическое моделирование воздухообмена в произодственных помещениях // Физико-математические методы в исследовании свойств строитеьных материалов и в их производстве. Сб. науч. тр. М.: Изд. МИСИ, БТИСМ. 1982 с. 68 - 82.

25. Гримитлин М.И., Тимофеев О.Н., Эльтерман В.М. и др. Вентиляция и отопление цехов машиностроительных заводов. -М.: Машиностроение, 1978. -272с.

26. Минко В.А., Шаптала В.Г. Методика расчета общеобменной вентиляции предприятий промышленности строительных материалов. Белгород: Изд. БТИСМ, 1987. - 17 с.

27. Справочник проектировщика ч. П. Вентиляция и кондиционирование воздуха/ Под ред. И.Г. Староверова. М.: Стройиздат, 1977 502 с.

28. Рысин С.А. Вентиляционные установки машиностроительных заводов. М.: Машгиз, 1960. - 704 с.

29. Батурин В.В. Основы промышленной вентиляции. М.: Профиз-дат, 1956.-608с.

30. Каменев П.Н. Отопление и вентиляция, ч. II. Вентиляция. М.: Стройиздат, 1964. - 382 с.

31. Писаренко В.Л. Рогинский М.Л. Вентиляция рабочих мест в сварочном производстве. -М.: Машиностроение, 1981. -120с.

32. Посохин В.Н. Расчет местных отсосов от тепло- и газовыделяю-щего оборудования. М.: Машиностроение, 1984. - 160 с.

33. Сазонов Э.В. Теоретические основы расчета вентиляции: Учеб. пособие. Воронеж, Изд. ВГУ, 1988. -296с.

34. Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляция. -М.: Стройиздат, 1979. -295с.

35. Шепелев И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. -М.: Стройиздат, 1978. 144 с.

36. Эльтерман В.М. Вентиляция химических производств. -М.: Химия, 1980.- 288 с.

37. Банит Ф.Г., Мальгин А.Д. Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов. -М.: Стройиздат, 1979.- 351с.

38. Бошняков E.H. Аспирационно технологические установки предприятий цветной металлургии. -М.: Металлургиздат, 1978. -199с.

39. Гримитлин М.И., Грачев Ю.Г. Знаменский С.Н. Огранизация воздухообмена в цехах с пылевыделением // Новое в проективова-нии и эксплуатации вентиляции. -Л.:Стройиздат, 1982 С. 68-71

40. Клячко Л.С. Теория и практика обеспыливающей вентиляции. -М.: Металлургия, 1980. 128с.

41. Коптев Д.В. Обеспыливание на электодных и электроугольных заводах. -М.:Металлургия, 1980.-128с.

42. Коузов П.А., Мальгин А.Д., Скрябин Г.М. Очистка от пыли газов и воздуха в химической промышленности. -Л.:Химия, 1982. -256 с.

43. Минко В.А. Комплексное обеспыливание производственных помещений при транспортировании и механической переработке сыпучего минерального сырья. Дис. на соиск. ученой степени д-ра техн. наук. -М., 1989.

44. Борзенков A.B. Минко В.А. Расчет по выбору пылеуловителя систем аспирации с помощью ЭВМ // Обеспыливание технологических процессов в промышленности строительных материалов. Сб. Тр. М.: Изд. МИСИ, БТИСМ. 1984. -С. 35 40.

45. Минко В.А., Баженов В.Н. Оптимизация аспирационного укрытия узла загрузки ковейера. Строительные материалы, №8, 1986 С. 20-21.

46. Нейков О.Д., Логачев И.Н. Аспирация при производстве порошковых материалов. -М.: Металлургия, 1973. 224 с.

47. Шаптала В.Г., Лихошерстов П.Н. Динамика межфазного взаимодействия при движении гравитационных потоков сыпучих материалов. // Физико-математические методы в строительном материаловедении. Сб. науч. тр. М.: Изд. МИСИ и БТИСМ, 1986. с. 132-136.

48. Нейков О.Д., Логачев И.Н., Шумилов Р.Н. Аспирация пылепаро-вых смесей при обеспыливании технологического оборудования . Киев: Наукова думка, 1974. -127 с.

49. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. -М.: Наука, 1977. -736 с.

50. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1977. -736 с.

51. Бенерджи П., Баттерфинд Р. Метод граничных элементов в прикладных науках. -М.: Мир, 1984. -486 с.

52. Фабрикант Н.Я. Аэродинамика. -М.: Наука, 1964. -814 с.

53. Логачев К.И. Разработка методов расчета оптимальных параметров местных отсосов и их конструкций для вальцетокарных станков. Автореф. канд. дис. Кривой Рог, 1995.

54. Минко В.А. Логачев И.Н., Логачев К.И. Динамика воздушных течений во всасывающий факелах местных отсосов обеспыливающей вентиляции промышленных зданий // Изв. Вузов. Строительство, 1996, № 10.-с. 110-113.

55. Фукс Б.А., Шабат Б.В. Функции комплексного переменного и некоторые их приложения. -М.: Наука, 1986. 102 с.

56. Лаврик В.И., Савенков В.Н. Справочник по конфорным отображениям Киев : Наукова думка, 1970. - 252 с.

57. Шаптала В.Г. Математическое моделирование в прикладных задачах механики двухфазных потоков. -Белгород : Изд. БелГТАСМ, 1996.-102 с.

58. Шаптала В.Г., Прудникова C.B. Математическое моделирование движения двухфазных потоков в плоских каналах // Физико-математические методы в строительном материаловедении. Сб. науч. тр. МИСИ и БТИСМ. М.: 1986, С. 122 - 128.

59. Подгорный H.H. Расчет плоскопараллельного поля скоростей для нескольких источников и стоков. // Математическое моделирование в технологии строительных материалов. Сб. науч. тр. Белгород, Изд. БТИСМ. 1992. с. 135 - 137.

60. Полежаев В.И., Бунэ A.B., Верезуб H.A. и др. Математичесое моделирование конвективного тепломассообмена на основе уравнений Навье Стокса. - М.: Наука, 1987. 271 с.

61. Шаптала В.Г., Окунева Г.Л. Численное моделирование воздухообмена производственных поещений на основе уравнений Навье -Стокса. // Математическое моделирование в технологии строительных материалов. Сб. науч. тр. Белгород, Изд. БТИСМ, 1992. - С. 49 -54.

62. Окунева Г.Л. Численное моделирование отрывных течений в вентилируемых помещениях. // Математическое моделирование в технологии строительных материалов. Сб. науч. тр. Белгород, Изд. БТИСМ, 1992. -С. 54- 59.

63. Шаптала В.Г., Титов В.П., Мальцев В.В. и др. К расчету воздушно-струйных ограждений // Комплексное использование нерудныхпород железорудных месторождений в ПСМ. Сб. науч. тр. -М.: Изд. БТИСМ, 1982. -С. 157 169.

64. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. -М.: Наука, 1986.-795 с.

65. Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д. Элементы математической физики. -М.: Наука, 1973.-351 с.

66. Медников Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. -М.: Наука, 1980.- 176 с.

67. Ермаков С.М. Метод Монте Карло и смежные вопросы. -М.: Наука, 1975.-472 с.

68. Сабельфельд К.К., Цехохо C.B. Решение диффузионных задач методом статистического моделирования лагранжевых траекторий частиц. // Методы и алгоритмы статистического моделирования.- Новосибирск : Наука, 1983. С. 140 148.

69. Михайлов Г.А., Сабельфельд К.К. О численном моделировании диффузии примеси в стохастических полях скоростей // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1980. т. 16, №3.

70. Мышкис А.Д. Элементы теории математических моделей.- М.: Физматлит, 1994. 102 с.

71. Моисеев H.H. Математика ставит эксперимент М.: Наука, 1979. -155 с.

72. Саати T.J1. Принятие решений. Метод анализа иерархий. -М.: Радио и связь, 1993. -314с.

73. Соболь И.М. Метод Монте-Карло. М.: Наука, 1985. - 82 с.

74. Яковлев Е.И. Машинная имитация. -М.: Наука, 1975. 158 с.

75. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. -М.: Наука, 1967. 368 с.

76. Калиткин H.H. Численные методы -М.: Наука, 1978. 512 с.

77. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. -М.: Мир, 1980. 616 с.

78. Бредшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение. -М.: Мир, 1974. -280 с.

79. Колмогоров А.Н. Уравнения турбулентного движения несжимаемой жидкости. Изв. АН СССР. Отд. мат. наук. Сер. физ., 1942, т.6, №1/2,

80. Повх И.Л. Техническая гидромеханика. -Л.: Машиностроение, 1969.-502 с.

81. Хинце И.О. Турбулентность, ее механизм и теория. -М.:Физматгиз, 1963. 680 с.

82. Беннетт К.О., Майерс Дж.Е. Гидродинамика, теплообмен и мас-сообмен. -М.: Недра, 1966. 728 е.

83. Коузов П.А., Скрябина Л.Я. Методы определения физико-химических свойств производственных пылей. Л.: Химия, 1983.- 142 с.

84. Пыль промышленная. Лабораторные методы исследования физико-химических свойств. РТМ 26 -14-10-77.

85. Налимов В.В. Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. -М.: Наука, 1965.-340с.

86. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. М.: Высшая школа, 1985. - 327 с.

87. Смирнов Н.В., Дунин Барковский И.В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. -М.: Наука, 1965. - 511с.

88. Щиголев Б.М. Математическая обработка наблюдений.- М.: Наука, 1969. 344с.

89. Статистические методы обработки эмпирических данных. Рекомендации. -М.:Нзд-во-стандартов, 1978. -232с.

90. Тихонов А.Н., Костомаров Д.П. Расказы о прикладной математике. -М.; Наука, 1973 -205с.

91. Воробьев Н.Д. Математическое моделирование на ЭВМ и САПР механического оборудования. Учебное пособие. Белгород: Изд. БТИСМ, 1990.-93с.

92. Шаптала В.Г., Минко В.А., Логачев И.Н., Окунева Г.Л., Логачев К.И., Феоктистов Ю.А., Лавриненко Т.Н., Шаптала В.В. Математическое обеспечение САПР систем вентиляции. Учеб. пособие. -Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1998. 77с.

93. Арнольд Л.В., Михайловский Г.А., Селиверстов В.М. Техническая термодинамика и теплопередача. -М.: Высшая школа, 1979. 446с.

94. Альтшуль А.Д., Киселев П,Г. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1975. 332с.

95. Отопление и вентиляция. (Вентиляция : ч.2) /Под ред. В.М. Богословского. М.; Стройиздат, 1976. - 439с.

96. Шаптала В.Г. Математическое моделирование воздухообмена производственных помещений // Физико-математические методы в исследовании свойств строительных материалов и в их производстве. Сб. науч. тр. М.: Изд-во МИСИ, БТИСМ, 1982. С.68-82.

97. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. -М.: Энергоатомиздат, 1984. -150с.

98. Sherwood Т.С., Woertz B.B. The role of eddy diffusion in mass transfer between phases. Trans. Amer. Inst. Chem, Eng., 1939, 35, P. 517-540.

99. Джалурия Й. Естественная конвекция: тепло- и массообмен. -М.: Мир, 1983. 400с.

100. Кузнецов В.А. Турбулентный перенос теплоты малотеплопрово-дящей жидкостью вблизи гладкой стенки. ТОХТ, 1991, Т. 25, №2 С. 286-288.

101. Фукс H.A. Механика аэрозолей. -М,: Изд. АН СССР, 1955. 351с.

102. Левин Л.Н. Исследование по физике грубодисперсных аэрозолей. -М.: Изд АН СССР, 1961. 268с.

103. Самарский A.A. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. - 656 с.

104. Courant R., Isaacson E., Rees M. // Comput. On Pure and Appl. Math. 1952 Vol. 5. P. 243 -255.

105. Берковский Б.М., Полевиков B.K. // Инж.-физ. журнал, 1973. Т. 24, №5. С.842-849.

106. Берковский Б.М., Полевиков В.К. Вычислительный эксперимент в конвекции. -Мн.: Университетское, 1988. 167с.

107. Том А., Эйплт К. Числовые расчеты полей в технике и физике. -М. Энергия, 1964. 208с.

108. Young D. Iterative methods for solving partial difference equations of eliptic type. Trans. Amer. Math. Soc. 1954. V. 76, P 92 -111.

109. M4. Woods L.C. // Aeronaut. Quart. 1954, Vol. 5. №3, P. 176 184.

110. M 5. Полевиков B.K. Журнал вычислительной математики и математической физики. 1961. Т 21. №1-С. 127-138.

111. Шаптала В.В., Логачев И.Н. О математическом моделировании турбулентных течений воздуха в системах промышленной вентиляции H Компьютерное моделирование. Сб. науч. тр. -Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1998. С. 343 348.

112. Shinichi В., Naoto Y., Tomosada J. Particle turbulent diffusion in a dust laden round jet. AIChEJ., 1978, 24, №3, P 509-519.

113. Шаптала B.B. Статистическое моделирование пылединамики ас-пирационных укрытий //Сб. докл. Междунар. научно-практической конф. /Передовые технологии в промышленности и строительстве на пороге XXI века. -Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1998.-С. 727-730.

114. Берт П.П. Формовочные материалы М.:Машгиз, 1963. - 408с.

115. Емельянова А.П. Технология литейной формы. -М.: Машиностроение, 1986. 224с.

116. Боровских Ю.Ф., Шацких М.И. Формовочные и стержневые смеси. Л.: Машиностроение, 1980 85с.

117. Анисович Г.А. Затвердевание отливок. -Минск: Наука и техника, 1979. -232с.

118. P. Rosin, Е. Ramler. Zement, 16, 1927; 31, 1939.

119. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. -Л.:Химия, 1987. 282с.

120. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпрических формул. -М.: Высшая школа. 1982. -253 с.

121. Шаптала В.Г. Минко В.А., Кущев Л.А, Иванищенко О.И. и др. Автоматизированная обработка результатов анализа дисперсного состава пылей и порошков. Методические указания Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1994. - 40с.

122. Градус Л.Я. Руководство по дисперсионному анализу методом микроскопии. М.: Химия, 1979 - 232с.

123. Богословский В.H. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). -М.: Высшая школа, 1982. 415с.

124. Hausen H. Neue Gleichnunngen fur die Wärmeübertragung bei aber erzwungenr Stormung. Allg. Wärmetedn 9 (1959) 75-79.

125. Kast W., Kzisher O, Reinike H., Wintermantel K. Konvertive wärme und stoffubertragung. -Berlin, Heidelberg, New York, Springer Verlag, 1974.

126. Справочник по пыле- и золоулавливанию. / под ред. A.A. Русанова. -М.: Энергия, 1975. 296с.

127. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л., Контроль пылеулавливающих установок. -М.: Мелаллургия, 1973. 384с.

128. Борьба с органической производственной пылью / под ред. Е.А. Штокмана. Ростов-на-Дону: Изд. Ростовского университета, 1985. - 176с.

129. Минко В.А., Шаптала В.Г., Подгорный H.H., Новомлинский П.Н. Определение интенсивности выделения пыли и кратности воздухообмена в цехах силикатного кирпича. Строительные материалы. 1979, №9, С. 22-23.

130. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию М.: Наука, 1983. - 287с.

131. Брусенцев А.Г. Исследование операций и методы оптимизации. Учеб. пособие. Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1998 - 115с.

132. Бояринов А.И., Кафаров В.В. Методы оптимизации в химической технологии. -М.: Химия, 1975 576с.

133. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. Оптимизация в технике. В 2-х кн. М.: Мир, 1986. - 349с., 318с.

134. Васильева И.Н. Экономические основы технологического развития. -М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1995. 160с.

135. Вальдберг А.Ю., Исянов Л.М., Тарат Э.Я. Технология пылеулавливания. -Л.: Машиностроение, 1985. 192 с.

136. Окунева Г.Л., Шаптала В.Г., Шаптала В.В. Математическое моделирование вентиляции производственных помещений // Математическое моделирование в естественных и гуманитарных науках. Тезисы докладов. Воронеж: Изд. ВГУ, 2000. - С. 168.

137. Окунева Г.Л., Шаптала В.В. Оптимизация обеспыливающей вентиляции производственных помещений // Сб. докл. Междунар. конф. / Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций. -Белгород: Изд. БелГТАСМ, 1995. -С. 143.

138. Логачев И.Н., Шаптала В.В. Оптимизация местной вытяжной вентиляции в цехах с тепловыделениями //Сб. матер. Междунар. науч.-техн. конф. /Проблемы охраны производственной и окружающей сред. Волгоград: Изд. ВолгГАСА, 1997. -С. 123.

139. Минко В.А., Логачев И.Н., Шаптала В.Г., Логачев К.И., Шаптала В.В, Мелихов Г.В. Комплексные системы обеспыливания воздуха при переработке сыпучих материалов // Материалы междунар. науч.-техн. конф. /Воронеж: Изд. ВГАСА, 1998. -с. 137-140.

140. Шаптала В.Г., Окунева Г.Л., Шаптала В.В. Численное моделирование воздухообмена цехов с пыле- и теплогазовыделениями. Известия вузов. Строительство и архитектура, 2000, № 10.

141. Hanel В. Beitrag zur Berechnung von Freistrahlen mit erhöhrter Aurangsturbulenz. Luft und Kältetechnik, 1977, № 2, S. 63-69.

142. Nielsen Peter V. Berechnung der Luftbewegnung in einem zwangsbelüften Raum. Gesundheits - Ingenieur, 1973, 94, № 10, S. 299302.

143. Поз М.Я., Баазов Г.М., Геренрот Ю.Е. Расчет скоростей и температур в вентилируемом помещении // Воздухораспределение в вентилируемых помещениях. Сб. науч. тр. -М., 1984. -с. 5 25.

144. Подгорный H.H. Метод расчета общеобменной вентиляции в силикатных цехах. Дис. на соискание уч. степ. канд. техн. наук. -Киев, 1989.

145. Аксенов A.A., Гудзовский A.B. Програмный комплекс Flow Vision для решения задач аэродинамики и тепломассопереноса методами численного моделирования // Матер. III съезда АВОК, 22-25. 09.1993 М.-.АВОК, 1993, с. 114-119.