автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Моделирование полей концентраций вредных веществ и обоснование воздухообмена в производственных помещениях

На правах рукописи

/ *'

Кузнецов Илья Сергеевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЕЙ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ И ОБОСНОВАНИЕ ВОЗДУХООБМЕНА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ

Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2007

003057022

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Мелькумов Виктор Нарбенович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Шацкий Владимир Павлович

кандидат технических наук Горских Сергей Александрович

Ведущая организация: ГОУ ВПО Курский государственный

технический университет

Защита диссертации состоится «18» мая 2007г. в 13 час. на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 в Воронежском государственном архитектурно - строительном университете по адресу: 394006, г.Воронеж, ул. 20 лет Октября, 84, ВГАСУ, аудитория 3220, корп. 3, тел.(факс) (8-4732) 71-53-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (ВГАСУ).

Автореферат разослан «11» апреля 2007г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие промышленности Российской Федерации сопровождается повышением требований к системам вентиляции и кондиционирования воздуха. Каждый проект выполняется для конкретного заказчика и проектные решения должны максимально удовлетворять его возможностям и требованиям.

Функциональная эффективность и стоимостные показатели систем вентиляции здания в значительной степени зависят от решений смежников: архитекторов, конструкторов, технологов, электриков. По этой причине важно, чтобы уже на начальных стадиях проектирования заказчик и специалисты всех направлений принимали согласованные решения.

Заказчик в соответствии со СНиП 10-01-94 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения» имеет возможность потребовать поддержания в проектируемом здании более высокого уровня микроклиматических условий и повышенной степени надежности его поддержания, чем требуется по СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Вследствие этого большое значение приобретают эффективные решения при проектировании систем вентиляции, в основе выбора которых лежит исследование полей концентраций от источников вредных веществ различных типов. Следует отметить, что в некоторых современных производствах оптимальный воздухообмен является необходимым условием соблюдения технологического процесса и качества продукции.

В связи с этим дальнейшее исследование процессов распространения вредных веществ в производственных помещениях, разработка математической модели этих процессов, использование полученных результатов для обоснования воздухообмена является актуальным и имеет важное значение для повышения функциональной эффективности систем вентиляции и снижения их стоимости.

Данная работа выполнялась в соответствии с целевой программой ГКНТ и ГОССТРОЯ России, а также с межвузовской программой «Строительство».

Цель работы. Моделирование полей концентраций вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации и обоснование величины воздухообмена в них.

Средством достижения поставленной цели является исследование распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации, разработка математической модели этих процессов, проведение теоретических расчетов и использование полученных результатов для выбора воздухообмена. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи исследования:

- разработка математической модели процессов распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации;

- реализация математической модели процессов распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации и алгоритмов ее решения в виде пакета прикладных программ для ПЭВМ;

- определение влияния аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику концентраций вредных веществ;

- выбор показателя для определения эффективности воздухообмена в производственных помещениях сложной конфигурации;

- проведение экспериментальных исследований, подтверждающих полученные результаты.

Научная новизна состоит в:

- разработке математической модели распространения вредных веществ в производственных помещениях, состоящей из системы обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных. Математическая модель отличается от существующих тем, что позволяет рассчитывать концентрации вредных веществ для отдельных зон помещения сложной конфигурации, взаимодействующих между собой. Модель позволяет также, в отличие от имеющихся, рассчитывать поля концентраций от случайных источников вредных веществ;

- разработке пакета прикладных программ, реализующего математическую модель на ПЭВМ в среде MatLab - Simulink. В пакете прикладных программ математическая модель построена на уровне структурных и функциональных схем с использованием функциональных блоков, что придает ему высокую гибкость;

- получении комплекса kt, который является безразмерным временем для нестационарных процессов распространения вредных веществ в помещениях, и выделении форм-фактора у/(О, учитывающего форму функции источника выделения вредных веществ. На основе использования kt и if/(t) были получены теоретические зависимости для определения влияния аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций вредных веществ;

- использовании для оценки эффективности воздухообмена интегрального показателя качества воздуха^,,., который является мерой загрязнения воздуха и определяется как отношение средневзвешенной средней по времени концентрации вредных веществ на рабочих местах к предельно допустимой концентрации. Интегральный показатель качества воздуха отличается от существующих тем, что учитывает распределение концентраций вредных веществ по помещению и их изменение во времени. Это дает возможность выбора воздухообмена исходя из условия обеспечения максимально чистого воздуха и позволяет снизить затраты на вентиляцию;

- проведении экспериментальных исследований по оценке адекватности математической модели процессов распространения вредных веществ в помещениях сложной конфигурации с использованием этилена в качестве модельного газа.

Достоверность результатов. Теоретическая часть работы базируется на основных физических законах - положениях теории массообмена. Основные упрощения, принятые при выводе исходных уравнений модели, широко используются в работах других авторов. Адекватность модели оценивалась путем сопоставления расчетных данных с результатами экспериментальных исследований.

Практическое значение и реализация результатов. Разработан новый подход к определению концентраций вредных веществ и эффективного воздухообмена в помещениях сложной конфигурации, который может быть использован при проектировании систем вентиляции для широкого класса помещений в различных отраслях промышленности.

Использование предлагаемого подхода позволяет проектировщику на начальной стадии проектирования выбрать воздухообмен в помещениях, ускорить процесс проектирования, повысить качество проектных работ и снизить затраты на вентиляцию.

Полученные результаты могут быть использованы при оценке других параметров микроклимата производственных помещений.

На защиту выносятся:

- математическая модель распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации, состоящая из системы обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных;

- пакет прикладных программ, реализующий математическую модель в среде пакета ГуШЬаЬ - БтиПпк;

- безразмерный комплекс Ш, форм-фактор у/(0 и результаты расчетов, позволяющие оценить влияние аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций вредных веществ;

- результаты использования для оценки эффективности воздухообмена математической модели и интегрального показателя качества воздуха еж на примере помещения сложной конфигурации предприятия электронной промышленности;

- результаты экспериментов по оценке адекватности математической модели процессов распространения вредных веществ в помещении сложной конфигурации.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на региональном межвузовском семинаре «Моделирование процессов тепло- и массообмена» (Воронеж 2005-2007 г.) и на 60-ой - 62-ой научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж 2005-2007 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных работ, общим объемом 17 стр. Личный вклад автора составляет 11 стр. Основные результаты по разработке математической модели распространения вредных веществ в производственных помещениях опубликованы в Научном вестнике Воронежского государственного архитектурно-строительного университета [1] и в Вестнике Воронежского государственного технического университета [2, 5] (издание из перечня ВАК РФ); расчет влияния аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций опубликован б Вестнике Саратовского государственного технического университета [3] (издание из перечня ВАК РФ); использование интегрального показателя качества Еоздуха для оценки воздухообмена опубликовано в Вестнике Воронежского государственного технического университета [4] (издание из перечня ВАК РФ).

Объем н структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 125 страницах и содержит: 82 страницы машинописного текста, список литературы из 115 наименований, 48 рисунков, 1 фотографию, 10 таблиц и 1 приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, определена цель исследования, характеризуется научная новизна и практическая значимость результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ методов исследования процессов распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации. В настоящее время имеются отработанные методики приближенного моделирования многих процессов вентиляции. Созданы приближенные математические модели процессов вентиляции, которые прошли успешную апробацию и проверку на моделях и в натуре. К недостаткам приближенного моделирования относятся: ограниченная возможность деформации модели и ограниченный масштаб времени течения процессов.

В последнее время все большее внимание уделяется достаточно точным и дешевым методам математического моделирования процессов вентиляции. Эти методы позволяют с высокой точностью, быстро, в произвольном масштабе времени исследовать различные варианты протекания процессов вентиляции.

Развитие математических моделей по проблемам вентиляции ведется в двух основных направлениях. Первое - исследование различных моделей турбулентности и численных методов. Второе направление - это решение реальных двух и трехмерных задач. Для решения полученных уравнений математической модели с начальными и граничными условиями необходимо сконструировать эффективные численные алгоритмы, которые дадут возможность получения количественных результатов с практически приемлемой точностью. Ре-

зультаты, полученные с использованием таких моделей, должны сравниваться с данными физических экспериментов и натурных измерений.

В конце главы поставлены цель и задачи разработки математической модели процессов распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации и определения эффективного воздухообмена в них.

Во второй главе получена математическая модель распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации. Для каждой зоны помещения с постоянными скоростями воздушных потоков и коэффициентами турбулентного обмена дифференциальное уравнение материального баланса по вредным веществам можно записать в виде:

(1)

где безразмерная концентрация ^ определяется как:

• (2)

Для системы зон помещения получим систему обыкновенных дифференциальных уравнений:

С' + КС=С. (3)

Для описания поля концентраций вредных веществ в протяженной зоне помещения можно записать нестационарное одномерное уравнение турбулентного обмена:

дс дс — + и-

д Ад° I ^

дI дх дх дх 510сгдк

(4)

Математическая модель для всего помещения сложной конфигурации имеет следующий вид:

С' = КС + С

дс,

~аГ

+ и,

дс,

дс, . дс.

д1

- + «•

а(0

дх1 дх, дх,

^(0

дс2 _ дс2 дс2

(5)

дх, дх-,

дх2 Я^^с^

Начальными условиями для решения системы дифференциальных уравнений (5) является распределение концентраций вредных веществ по зонам помещения в начальный момент времени, а граничными - концентрации вредных веществ в приточном воздухе.

Полученная математическая модели решалась методом частичной дискретизации.

Для оценки эффективности воздухообмена предлагается использовать интегральный показатель качества воздуха, который является мерой загрязнения воздуха и определяется как отношение средневзвешенной средней по времени концентрации вредных веществ на рабочих местах к предельно допустимой концентрации:

rt

„ \с,т

м_'к

П

*„=—0—— (6) Спдк

или:

-• (7)

HN<

ы

Условие выбора наиболее эффективного воздухообмена:

£w —> min . (8)

Чем меньшее количество людей находятся в помещении под действием меньшей концентрации, тем меньше £к, и чем больше людей подвергаются действию большей концентрации вредных веществ, тем больше ev. Такой подход позволяет учесть размещение рабочих мест по зонам помещения и режим работы на них.

В третьей главе для получения решения математическая модель реализована на ПЭВМ в виде пакета прикладных программ. В качестве среды разработки программ выбран пакет MatLab 7.0 — Simulink. Модель составляется из подсистем, имеющих различное функциональное назначение. На рис. 1 приведен блок VSP математической модели, отвечающий одной зоне помещения.

Рис. 1 - Фрагмент структурной схемы и внешний вид блока УБР

Для выполнения операций по обработке данных в пакете прикладных программ используется система поддержки баз данных. Программы пакета обладают высокой гибкостью и хорошей скоростью вычислений.

В четвертой главе рассмотрено влияние аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику концентраций.

Запишем функцию источника выделения вредных веществ в виде:

(9)

где у/,(0- форм-фактор, учитывающий форму функции источника выделения вредных веществ.

Подставляя (9) в (1) и преобразуя, получим:

Комплекс кг имеет характер безразмерного времени или критерия гомо-хронности для нестационарных процессов распространения вредных веществ в

помещениях. Комплекс ——— носит характер безразмерной максимальной ин-

кУс„дк

тенсивности источника выделения вредных веществ. Введем кратность воздухообмена:

*/о=7Г2-- (П)

Тогда уравнение (10) преобразуется к виду:

<12)

Для помещения, состоящего из одной зоны, общее решение уравнения (12) можно представить в виде:

с = Ът + с0е~н"" \ (13)

Рассмотрим схему воздухообмена трех сообщающихся зон помещения, в которой наиболее ярко проявляется аккумулирующая способность вентилируемых помещений. Чистый воздух поступает в первую зону помещения, затем перетекает во вторую и из второй в третью. Источник вредных веществ находится в первой зоне. Объемы зон и кратности воздухообменов в них равны. Тогда для постоянно действующего источника вредных веществ, т.е. ^,(0=1, безразмерные концентрации вредных веществ в первой зоне составят:

(14)

к

во второй:

(15)

к

и в третьей:

с, =4

Важной характеристикой, позволяющей сравнивать безразмерные концентрации в зонах помещения, являются отношения с, / с2 и с,/с3, полученные из зависимостей (14 - 16):

с 1 _ е-*('-'о>

£1 =-_--(17)

с2 ^е-^-ка-^-'^' ^ '

1

(18)

На рис. 3 приведены зависимости безразмерных концентраций вредных веществ и их отношений в зонах помещения от времени при действии источников различных типов, определенные по формулам (14-18) и при помощи разработанного пакета прикладных программ.

Установлено, что влияние аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций может быть значительным. Концентрации в сообщающихся зонах помещения могут различаться в несколько раз.

В пятой главе рассмотрено использование полученных способов расчета величины концентраций вредных веществ для выбора эффективного воздухообмена на примере помещения сложной конфигурации предприятия электронной промышленности. Схема помещения, состоящего из девяти зон, приведена на рис. 2.

2 ■ в о

3 7 8 <о

5 4 9 о 43

6.0 3.0 6.0

Рис. 2 - Схема помещения, состоящего из девяти зон

Воздух может свободно перемещаться по смежным зонам помещения через открытые проемы. В помещении действуют источники вредных веществ различных типов. Численность рабочих мест в зонах помещения приведена в табл. 1.

2000 4000 6000 8000 10000

Время,с

6000 10000 Время, с

5

<2 0.2

1 2 / 3

1у

(/У

6000 10000

а)

в)

8000 10000

б)

г)

Д) е)

Рис. 3 - Динамика безразмерных концентраций вредных веществ и отношение безразмерных концентраций в трех сообщающихся зонах помещения при к0~3 1/ч и к=3 1/ч. Источник вредных веществ: а), б) - постоянный; в), г) - периодический; д), е) - случайный; безразмерные концентрации вредных веществ а), в), д): 1 — первая зона; 2 - вторая; 3 - третья. Отношения безразмерных концентраций б), г), е): 1 -с, /с3; 2 - с1 /с}

Таблица 1 - Численность рабочих мест в зонах помещения

№ зоны 1 2 3 4 5 1 6 7 8 9

2 1 6 3 1 | 5 3 1 3

В первом варианте общая величина воздухообмена определялась исходя из общего количества вредных веществ, поступающих в помещение без учета их выделения по зонам. Далее весь приточный воздух подавался в зоны помещения пропорционально их свободному объему при кратности воздухообмена 3 ч"1. Удаление воздуха производилось из каждой зоны в отдельности в объемах, равных притоку. Таким образом, перетекание воздуха между зонами помещения не происходило.

Средние по времени безразмерные концентрации в первом варианте воздухообмена приведены в табл. 2.

Таблица 2 - Средние по времени безразмерные концентрации вредных веществ _ в зонах помещения по вариантам воздухообмена_

Вариант воздухообмена Средние безразмерные концентрации вредных веществ в зонах скр

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Первый 0,368 1,145 1,149 1,222 1,129 1,104 1,214 1,129 1,130

Второй 0,901 0,961 0,967 1,031 0,950 0,928 1,028 0,950 0,950

Третий 1,005 0,970 0,447 0,493 0,977 0,838 0,495 1,001 0,867

Для первого варианта воздухообмена интегральный показатель качества воздуха составил: = 1,09.

Рассмотрим второй вариант воздухообмена. Общая величина воздухообмена принималась та же, что и в первом варианте. Весь приточный воздух подавался в зоны помещения пропорционально количеству вредных веществ, выделяющемуся в них. Удаление воздуха производилось из каждой зоны в отдельности в объемах, равных притоку. Перетекание воздуха между зонами помещения не происходило.

Средние по времени безразмерные концентрации во втором варианте воздухообмена приведены в табл. 2. Интегральный показатель качества воздуха составил: ек = 0,97 .

Рассмотрим третий вариант воздухообмена. Общая величина воздухообмена принималась та же, что и в первом варианте. Приточный воздух подавался в зоны помещения с максимальным количеством рабочих мест и далее перетекал в более загрязненные зоны, что позволяло максимально использовать аккумулирующую способность вентилируемых зон помещения. Для эффективного использования наружного воздуха величина перетекания выбиралась такой, чтобы безразмерная концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе была близка к 1.

Схема третьего варианта воздухообмена приведена на рис. 4.

Рис. 4 - Схема третьего варианта воздухообмена

Средние по времени безразмерные концентрации в третьем варианте воздухообмена приведены в табл. 2. Интегральный показатель качества воздуха составил: = 0,70.

Сравнение средних по времени безразмерных концентраций вредных веществ в зонах помещения приведено на рис. 5.

ж

Рис. 5 - Сравнение средних по времени безразмерных концентраций вредных веществ в зонах помещения по вариантам воздухообмена

Анализ результатов показывает, что первый вариант воздухообмена дает наиболее высокие концентрации вредных веществ в зонах размещения рабочих мест. Во втором варианте величина средних безразмерных концентраций во всех зонах примерно равна. В третьем варианте величина средней безразмерной концентрации минимальна в зонах с максимальным количеством рабочих мест и приближается к 1 в остальных. Кроме того, третий вариант воздухообмена за счет использования аккумулирующей способности зон помещений позволяет на 45% снизить пиковые максимальные концентрации вредных веществ.

Сравнение значений интегрального показателя качества воздуха ек для трех вариантов воздухообмена приведено на рис. 6.

Рис. 6 - Сравнение значений показателя е„ для трех вариантов воздухообмена

В третьем варианте воздухообмена интегральный показатель качества воздуха £„ на 56% меньше по сравнению с первым вариантом и на 38% по сравнению со вторым вариантом. Таким образом, третий вариант воздухообмена имеет минимальный интегральный показатель качества воздуха и позволяет наиболее эффективно использовать приточный воздух.

В шестой главе с целью подтверждения разработанной математической модели процессов распространения вредных веществ в помещении сложной конфигурации были проведены экспериментальные исследования.

Экспериментальная установка состоит из следующих элементов: три зоны помещения с системами вентиляции; устройство подачи модельного вредного вещества; система газового анализа с использованием термокаталитических преобразователей; устройство тарировки термокаталитических преобразователей.

Относительная погрешность преобразователей при доверительной вероятности «=0,95 составила +3,7%.

Модельный газ - этилен подавался прямоугольным импульсом продолжительностью 900с с расходом 90 л/мин. Результаты экспериментов приведены на рис. 7.

О 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

Время, с

Рис. 7 - Сравнение результатов расчетов безразмерных концентраций во второй зоне помещения и экспериментальных данных:_- расчет, о - эксперимент

ВЫВОДЫ

1. Проведенный анализ существующих положений расчета и организации воздухообмена систем промышленной вентиляции показал актуальность разработки нового подхода к выбору воздухообмена в производственных помещениях сложной конфигурации, заключающегося в: использовании более совершенной математической модели, дающей возможность определения концентраций вредных веществ в отдельных зонах помещения; учете инерционности процессов распространения вредных веществ в вентилируемых помещениях; использовании для выбора воздухообмена интегрального показателя качества воздуха.

2. Получена математическая модель распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации, состоящая из системы обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных. Математическая модель отличается от существующих тем, что позволяет рассчитывать концентрации вредных веществ для отдельных зон помещения сложной конфигурации, взаимодействующих между собой. Модель позволяет также, в отличие от имеющихся, рассчитывать поля концентраций от случайных источников вредных веществ. Разработаны алгоритмы решения уравнений полученной модели методом частичной дискретизации.

3. Математическая модель распространения вредных веществ в производственных помещениях реализована на ПЭВМ в виде пакета прикладных программ в среде пакета Ма^аЬ - ЗтшПпк. В пакете прикладных программ математическая модель построена на уровне структурных и функциональных схем с использованием функциональных блоков. Программы пакета обладают высокой гибкостью и хорошей скоростью вычислений.

4. Получен комплекс Ш, который является безразмерным временем для нестационарных процессов распространения вредных веществ в помещениях и форм-фактор учитывающий форму функции источника выделения вредных веществ. На основе использования 1а и 4/(1) были получены теоретические

зависимости для определения влияния аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций вредных веществ и отношения безразмерных концентраций. Их использование дало возможность оценить влияние аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций вредных веществ, что позволило уменьшить минимально необходимый воздухообмен в помещениях сложной конфигурации.

5. Подтверждена адекватность разработанной математической модели распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации. Результаты экспериментальных исследований показали удовлетворительное совпадение результатов с теоретически рассчитанными значениями концентраций.

6. Для оценки эффективности воздухообмена предложен интегральный показатель качества воздуха ек, который является мерой загрязнения воздуха и определяется как отношение средневзвешенной средней по времени концентрации вредных веществ на рабочих местах к предельно допустимой концентрации. Интегральный показатель качества воздуха отличается от существующих тем, что учитывает распределение концентраций вредных веществ по помещению и их изменение во времени. Его использование дает возможность выбрать воздухообмен исходя из условия обеспечения максимально чистого воздуха для максимального количества рабочих мест. Такой подход учитывает размещение рабочих мест по зонам помещения и позволяет снизить затраты на вентиляцию.

Основные результаты диссертации изложены в работах:

1. Кузнецов, И.С. Двухмерная задача определения концентраций газа в замкнутом объеме при его утечке/И.С. Кузнецов, И.Г.Лачугин, В.А. Щерби-нин//Научный вестник. Научно-технический журнал ВГАСУ, Сер. Инженерные системы зданий и сооружений.- 2003. -вып. 1.-С 47-49.

2. Кузнецов, И.С. Расчет нестационарного поля концентраций двухком-понентной газовой смеси/И.С.Кузнецов, В.Н.Мелькумов// Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика,- 2006.- Т.2, №6- С. 125-127.

3. Кузнецов, И.С. Влияние воздухообмена на динамику концентраций вредных веществ в сообщающихся помещениях/И.С.Кузнецов, В.Н.Мелькумов, А.В.Климентов// Вестник СГТУ. Научно-технический журнал.-2006,- №4(18) вып.З.-С. 161-165.

4. Кузнецов, И.С. Оценка аккумулирующей способности вентилируемых объемов для снижения требуемого воздухообмена в помещениях/ И.С.Кузнецов, В.Н.Мелькумов, Л.Ю.Гусева, А.В.Черемисин// Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика,- 2007.- Т.3,№6- С. 102-104.

5. Кузнецов, И.С. Моделирование распределения трехмерных стационарных воздушных потоков в помещении/И.С.Кузнецов, О.А.Сотникова, Л.Ю.Гусева// Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика,- 2007,- Т.З, №6- С. 115-117.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

с - концентрация вредного вещества, мг/м3; Спдк - предельно допустимая концентрация вредного вещества, мг/м3; сср - средняя по времени безразмерная концентрация вредного вещества; к - кратность воздухообмена, с"'; I - время, с;

¡>(1) - функция источника выделения вредного вещества, мг/с; у/ - форм-фактор;

V - объем зоны помещения, м3; х- пространственная координата, м; А - коэффициент турбулентного обмена, м2/с; и - скорость воздуха, м/с; 5 - площадь поперечного сечения зоны помещения, м2;

1о- протяженность зоны помещения, м; N - количество рабочих мест в зоне помещения;

/ - номер зоны помещения;

КУЗНЕЦОВ ИЛЬЯ СЕРГЕЕВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЛЕЙ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ И ОБОСНОВАНИЕ ВОЗДУХООБМЕНА В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 10.04.07г. Формат 60x84 1/16. Уч.-изд.1,2 л. Усл.-печ. 1.1 л. Бумага для множит, аппаратов. Тираж 100 экз. Заказ № 187. Отпечатано в отделе оперативной полиграфии ГОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительного университет, 394006, Воронеж, ул. 20 лет Октября, 84.

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОМЕЩЕНИЯХ.

1.1 Исследование процессов распространения вредных веществ в помещениях.

1.2 Математическое моделирование процессов распространения вредных веществ в помещениях.

1.3 Выводы по первой главе и постановка задачи исследования.

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОМЕЩЕНИЯХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ.

2.1 Уравнения математической модели процессов распространения вредных веществ в помещениях сложной конфигурации.

2.2 Интегральный показатель качества воздуха.

2.3 Выводы по второй главе.

3 ПАКЕТ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОМЕЩЕНИЯХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ.

3.1 Состав и структура пакета прикладных программ.

3.2 База данных модели.

3.3 Организация взаимодействия блоков модели в комплексе.

3.4 Выводы по третьей главе.

4 АККУМУЛИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЕНТИЛИРУЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЙ.

4.1 Постоянный источник вредных веществ.

4.2 Периодический источник вредных веществ.

4.3 Случайный источник вредных веществ.

4.4 Выводы по четвертой главе.

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ.

5.1 Использование разработанной математической модели и интегрального показателя качества воздуха для определения эффективного воздухообмена.

5.2 Выводы по пятой главе.

6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОМЕЩЕНИЯХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ.

6.1 Методика проведения экспериментов.

6.2 Оценка погрешности измерений концентраций вредных веществ.

6.3 Результаты экспериментов.

6.4 Выводы по шестой главе.

ВЫВОДЫ.

Актуальность темы. Развитие промышленности Российской Федерации сопровождается повышением требований к системам вентиляции и кондиционирования воздуха. Каждый проект выполняется для конкретного заказчика и проектные решения должны максимально удовлетворять его возможностям и требованиям.

Функциональная эффективность и стоимостные показатели систем вентиляции здания в значительной степени зависят от решений смежников: архитекторов, конструкторов, технологов, электриков. По этой причине важно, чтобы уже на начальных стадиях проектирования заказчик и специалисты всех направлений принимали согласованные решения.

Заказчик в соответствии со СНиП 10-01-94 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения» имеет возможность потребовать поддержания в проектируемом здании более высокого уровня микроклиматических условий и повышенной степени надежности его поддержания, чем требуется по СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование». Вследствие этого большое значение приобретают эффективные решения при проектировании систем вентиляции, в основе выбора которых лежит исследование полей концентраций от источников вредных веществ различных типов. Следует отметить, что в некоторых современных производствах оптимальный воздухообмен является необходимым условием соблюдения технологического процесса и качества продукции.

В связи с этим дальнейшее исследование процессов распространения вредных веществ в производственных помещениях, разработка математической модели этих процессов, использование полученных результатов для обоснования воздухообмена является актуальным и имеет важное значение для повышения функциональной эффективности систем вентиляции и снижения их стоимости.

Данная работа выполнялась в соответствии с целевой программой ГКНТ и ГОССТРОЯ России, а также с межвузовской программой «Строительство».

Цель работы. Моделирование полей концентраций вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации и обоснование величины воздухообмена в них.

Средством достижения поставленной цели является исследование распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации, разработка математической модели этих процессов, проведение теоретических расчетов и использование полученных результатов для выбора воздухообмена. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи исследования:

- разработка математической модели процессов распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации;

- реализация математической модели процессов распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации и алгоритмов ее решения в виде пакета прикладных программ для ПЭВМ;

- определение влияния аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику концентраций вредных веществ;

- выбор показателя для определения эффективности воздухообмена в производственных помещениях сложной конфигурации;

- проведение экспериментальных исследований, подтверждающих полученные результаты.

Научная новизна состоит в:

- разработке математической модели распространения вредных веществ в производственных помещениях, состоящей из системы обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных. Математическая модель отличается от существующих тем, что позволяет рассчитывать концентрации вредных веществ для отдельных зон помещения сложной конфигурации, взаимодействующих между собой. Модель позволяет также, в отличие от имеющихся, рассчитывать поля концентраций от случайных источников вредных веществ;

- разработке пакета прикладных программ, реализующего математическую модель на ПЭВМ в среде MatLab - Simulink. В пакете прикладных программ математическая модель построена на уровне структурных и функциональных схем с использованием функциональных блоков, что придает ему высокую гибкость;

- получении комплекса kt, который является безразмерным временем для нестационарных процессов распространения вредных веществ в помещениях, и выделении форм-фактора y/(t), учитывающего форму функции источника выделения вредных веществ. На основе использования kt и y/(t) были получены теоретические зависимости для определения влияния аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций вредных веществ;

- использовании для оценки эффективности воздухообмена интегрального показателя качества воздуха^, который является мерой загрязнения воздуха и определяется как отношение средневзвешенной средней по времени концентрации вредных веществ на рабочих местах к предельно допустимой концентрации. Интегральный показатель качества воздуха отличается от существующих тем, что учитывает распределение концентраций вредных веществ по помещению и их изменение во времени. Это дает возможность выбора воздухообмена исходя из условия обеспечения максимально чистого воздуха и позволяет снизить затраты на вентиляцию;

- проведении экспериментальных исследований по оценке адекватности математической, модели процессов распространения вредных веществ в помещениях сложной конфигурации с использованием этилена в качестве модельного газа.

Достоверность результатов. Теоретическая часть работы базируется на основных физических законах - положениях теории массообмена. Основные упрощения, принятые при выводе исходных уравнений модели, широко используются в работах других авторов. Адекватность модели оценивалась путем сопоставления расчетных данных с результатами экспериментальных исследований.

Практическое значение и реализация результатов. Разработан новый подход к определению концентраций вредных веществ и эффективного воздухообмена в помещениях сложной конфигурации, который может быть использован при проектировании систем вентиляции для широкого класса помещений в различных отраслях промышленности.

Использование предлагаемого подхода позволяет проектировщику на начальной стадии проектирования выбрать воздухообмен в помещениях, ускорить процесс проектирования, повысить качество проектных работ и снизить затраты на вентиляцию.

Полученные результаты могут быть использованы при оценке других параметров микроклимата производственных помещений.

На защиту выносятся:

- математическая модель распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации, состоящая из системы обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных;

- пакет прикладных программ, реализующий математическую модель в среде пакета MatLab - Simulink;

- безразмерный комплекс kt, форм-фактор y/(t) и результаты расчетов, позволяющие оценить влияние аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций вредных веществ;

- результаты использования для оценки эффективности воздухообмена математической модели и интегрального показателя качества воздуха sw на примере помещения сложной конфигурации предприятия электронной промышленности;

- результаты экспериментов по оценке адекватности математической модели процессов распространения вредных веществ в помещении сложной конфигурации.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на региональном межвузовском семинаре «Моделирование процессов тепло- и массообмена» (Воронеж 2005-2007 г.) и на 60-ой - 62-ой научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж 2005-2007 г.).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных работ, общим объемом 17 стр. Личный вклад автора составляет 11 стр. Основные результаты по разработке математической модели распространения вредных веществ в производственных помещениях опубликованы в Научном вестнике Воронежского государственного архитектурно-строительного университета [1] и в Вестнике Воронежского государственного технического университета [2, 5] (издание из перечня ВАК РФ); расчет влияния аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций опубликован в Вестнике Саратовского государственного технического университета [3] (издание из перечня ВАК РФ); использование интегрального показателя качества воздуха для оценки воздухообмена опубликовано в Вестнике Воронежского государственного технического университета [4] (издание из перечня ВАК РФ).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 125 страницах и содержит: 82 страницы машинописного текста, список литературы из 115 наименований, 48 рисунков, 1 фотографию, 10 таблиц и 1 приложение.

выводы

1. Проведенный анализ существующих положений расчета и организации воздухообмена систем промышленной вентиляции показал актуальность разработки нового подхода к выбору воздухообмена в производственных помещениях сложной конфигурации, заключающегося в: использовании более совершенной математической модели, дающей возможность определения концентраций вредных веществ в отдельных зонах помещения; учете инерционности процессов распространения вредных веществ в вентилируемых помещениях; использовании для выбора воздухообмена интегрального показателя качества воздуха.

2. Получена математическая модель распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации, состоящая из системы обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных. Математическая модель отличается от существующих тем, что позволяет рассчитывать концентрации вредных веществ для отдельных зон помещения сложной конфигурации, взаимодействующих между собой. Модель позволяет также, в отличие от имеющихся, рассчитывать поля концентраций от случайных источников вредных веществ. Разработаны алгоритмы решения уравнений полученной модели методом частичной дискретизации.

3. Математическая модель распространения вредных веществ в производственных помещениях реализована на ПЭВМ в виде пакета прикладных программ в среде пакета MatLab - Simulink. В пакете прикладных программ математическая модель построена на уровне структурных и функциональных схем с использованием функциональных блоков. Программы пакета обладают высокой гибкостью и хорошей скоростью вычислений.

4. Получен комплекс kt, который является безразмерным временем для нестационарных процессов распространения вредных веществ в помещениях и форм-фактор i//(f), учитывающий форму функции источника выделения вредных веществ. На основе использования kt и iy(t) были получены теоретические зависимости для определения влияния аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций вредных веществ и отношения безразмерных концентраций. Их использование дало возможность оценить влияние аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций вредных веществ, что позволило уменьшить минимально необходимый воздухообмен в помещениях сложной конфигурации.

5. Подтверждена адекватность разработанной математической модели распространения вредных веществ в производственных помещениях сложной конфигурации. Результаты экспериментальных исследований показали удовлетворительное совпадение результатов с теоретически рассчитанными значениями концентраций.

6. Для оценки эффективности воздухообмена предложен интегральный показатель качества воздуха ew , который является мерой загрязнения воздуха и определяется как отношение средневзвешенной средней по времени концентрации вредных веществ на рабочих местах к предельно допустимой концентрации. Интегральный показатель качества воздуха отличается от существующих тем, что учитывает распределение концентраций вредных веществ по помещению и их изменение во времени. Его использование дает возможность выбрать воздухообмен исходя из условия обеспечения максимально чистого воздуха для максимального количества рабочих мест. Такой подход учитывает размещение рабочих мест по зонам помещения и позволяет снизить затраты на вентиляцию.

1. Абрамович, Г.Н. Теория турбулентных струй/ Г.Н. Абрамович. - М.: Физматиздат, 1960.-715 с.

2. Андреева, Г.В. Механизм переноса тепла и массы в вязком подслое/ Г.В.Андреева, А.А.Зайцев//Теплообменные процессы и аппараты химических производств. М., 1976.- С.32-38.

3. Архангельская, Л.А. Использование метода глобальных итераций по давлению для решения уравнений Навье-Стокса/Л.А.Архангельская, Л.И. Ску-рин //Вестн. С.-Петербург. Ун-та. Сер.1,1994, Вып.З (№15).- С.70-74.

4. Баренблатт, Г.И. Автомодельность: анализ размерностей и промежуточная асимптотика/ Г.И. Баренблатт// Прикл. мат. и мех.-1980.-Т. 44, Вып.2 -С. 377-384.

5. Баренблатт, Г.И. Подобие, автомодельность, промежуточная асимптотика/Г.И. Баренблатт. Л.:Гидрометеоиздат, 1978.-372 с.

6. Батурин, В.В. Основы промышленной вентиляции/ В.В.Батурин.-М.: Профиздат, 1990.- 448 с.

7. Богословский, В.Н. Теплофизика аппаратов утилизации теплоты систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха/В.Н.Богословский, М.Я.Поз. М.: Стройиздат, 1983.-320 с.

8. Богословский В.Н, Тепловой режим здания/В.Н.Богословский. М.: Стройиздат, 1979. - 247 с.

9. Богословский, В.Н. Кондиционирование воздуха и холодоснабже-ние/В.Н.Богословский, О.Я.Кокорин, Л.В.Петров- М.: Стройиздат, 1985.-367 с.

10. Бодров, В.И. Отопление и вентиляция сельскохозяйственных зданий и сооружений/ В.И.Бодров, А.Г.Егизаров, Е.С. Козлов. Н.Новгород: Энергоиздат, 1995.-129 с.

11. Борисов, А.В. Применение неявной разностной схемы для расчета внутренних течений вязкого газа/А.В.Борисов, Е.М.Ковеня// Числ. методы мех. сплош. среды. -1976.- Т.7, №4.-С.36-47.

12. Боровиков, В.Г. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере/ В.Г. Боровиков.-2-е издание.-М.: Питер.-2003.-688 с.

13. Бриджмен, П.В. Анализ размерностей/ П.В.Бриджмен. Пер. с англ. М.-Л.: ОНТИ.- 1934.-412 с.

14. Быркин, А.П. Компактные схемы третьего и четвертого порядков в задачах о внутренних течениях вязкого и невязкого газов/А.П.Быркин, А.И.Толстых// Ж. вычисл. матем. и матем. физ.-1988.-Т.28, №8.- С.1234-1251.

15. Быркин, А.П. Численное моделирование течения газа в соплах Лаваля и течение торможения в каналах на основе полных уравнений Навье-Стокса/ А.П.Быркин, В.Н.Клюев, А.Ю.Сосунов, А.И.Толстых//Уч. зап. ЦАГИ.-1993.-т.24, №1.-С.87-97.

16. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей/Е. С.Вентцель, Л.А.Овчаров. М.: Физматгиз, 1973. - 364 с.

17. Гершбейн, Э.А. Сверхзвуковое обтекание тел при малых и умеренных числах Рейнольдса/Э.А.Гершбейн, С.В.Пейгин, Г.А.Тирский//Итоги науки и техники. Механика жидкости и газа.-1985.- Т.19.- С.33-85.

18. Головичев, В.И. Математическая модель движения воздуха в вентилируемом помещении/В.И.Головичев, В.И.Костин, С.А.Колесников//Изв. вузов. Строительство и архитектура.-1982. №10.- С.102-107.

19. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. М.: Изд-во стандартов, 2001. - 50 с.

20. Гримитлин, М.И. Распределение воздуха в помещениях/ М.И. Гри-митлин. С.Петербург:Артия, 1994. - 315 с.

21. Гухман, А.А. Введение в теорию подобия/ А.А.Гухман. М.: Высшая школа, 1963.- 272 с.

22. Гухман, А.А. Введение в теорию подобия/ А.А.Гухман. 2-е изд.-М.: Высш. школа, 1973. 296 с.

23. Гухман, А.А. Автомодельные переменные/А.А.Гухман, А.А.Зайцев// Теплофизика высоких температур,-1970. -4.1, Т.8, № 1.-С. 136-148; Ч.2., Т.8, № 4.-С.847-855.

24. Гухман, А.А. Теория подобия, анализ размерностей, характеристические масштабы/ А.А.Гухман, А.А.Зайцев.-М.: МГОУ, 1993. 217с.

25. Гухман, А.А. Обобщенная задача Стефана/А.А.Гухман, А.А.Зайцев, Б.П.Камовников//Инж.-физ. журн.-1992. Т.62., № 2.-С. 317-324.

26. Гущин, В.А. О сдвиговых течениях жидкости, вызванных горизонтальными неоднородностями плотности/В.А.Гущин, И.Н.Кононов. Новосибирск: Наука, 1989.-123 с.

27. Дэбни Дж., Харман Т. Simulink 4. Секреты мастерства/Дж.Дэбни, Т Харман.-М,:Бином, 2003. 515с.

28. Егоров, И.В. Моделирование химически неравновесного течения газа в канале переменного сечения/ И.В.Егоров, Д.В.Иванов// Мат. моделир. -1997,-т.9, №11.-С.85-100.

29. Егоров, И.В. Применение полностью неявных монотонных схем для моделирования плоских внутренних течений/И.В.Егоров, Д.В.Иванов // ЖВМ и МФ. 1996.- Т. 36, №12,- С.91-107.

30. Зайцев, А.А. Оценка эффективности использования теплоты вентиляционных выбросов/А.А.Зайцев, В.П.Проценко, М.И.Ращепкин // Промышленная энергетика. -1988. -№11.-С. 28-30.

31. Идельчик, И.Б. Аэродинамика технологических аппаратов. Подвод, отвод и распределение потока по сечению аппаратов/ И.Б.Идельчик. М.: Машиностроение, 1983. - 351 с.

32. Калиткин, Н.Н. Эффективный метод расчета вязких течений со значительным искривлением линий тока/ Н.Н.Калиткин, Б.В.Рогов, И.А.Соколова //ДАН.- 2000.- Т.374, №2.- С. 190-193.

33. Кафаров, В.В. Процессы перемешивания в жидких средах/ В.В.Кафаров. -M.-JL: Машиностроение, 1949.-456с.

34. Кишиневский, М.Х. К экспериментальному изучению закономерностей турбулентного переноса в вязком подслое/М.Х.Кишиневский, Т.С. Корниенко, В.П.Попович//Теор. основы хим. технол.-1970. -Т.4, №3.- С. 459-460.

35. Клайн, С.Дж. Подобие и приближенные методы/С.Дж.Клайн. Пер. с англ.- М.: Мир, 1968.-256с.

36. Клаузер, Ф. Турбулентный пограничный слой/Ф.Клаузер // Проблемы механики. Вып. 2.- 1959.-С. 297-340.

37. Колмогоров А.Н. К вырождению изотропной турбулентности в несжимаемой вязкой жидкости/ А.Н.Колмогоров//ДАН СССР. XXXI.- 1941.- 127с.

38. Костин, В.И. Принципы расчета эффективных энергосберегающих систем обеспечения микроклимата промышленных зданий: Автореф. дисс.д-р техн. наук/ В.И.Костин. Новосибирск, 2001. - 34 с.

39. Кувшинов, Ю.Я. Энергосбережения при кондиционировании микроклимата гражданских зданий. Автореф. дисс.д-р.техн.наук/ Ю.Я.Кувшинов. -М., 1989.-48 с.

40. Кудрявцев Е.В. Моделирование вентиляционных систем. М.: Строй-издат, 1950 - 192 с.

41. Кузнецов, И.С. Расчет нестационарного поля концентраций двухком-понентной газовой смеси/И.С.Кузнецов, В.Н.Мелькумов// Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика,- 2006.- Т.2, №6- С. 125-127.

42. Кузнецов, И.С. Влияние воздухообмена на динамику концентраций вредных веществ в сообщающихся помещениях/И.С.Кузнецов, В.Н.Мелькумов,

43. А.В.Климентов//Вестник СГТУ. Научно-технический журнал.-2006.- №4(18) вып.З. -С. 161-165.

44. Кузнецов, И.С. Оценка аккумулирующей способности вентилируемых объемов для снижения требуемого воздухообмена в помещениях/ И.С.Кузнецов, В.Н.Мелькумов, Л.Ю.Гусева, А.В.Черемисин// Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика.- 2007.- Т.З, №6- С. 102-104.

45. Кузнецов, И.С. Моделирование распределения трехмерных стационарных воздушных потоков в помещении/И.С.Кузнецов, О.А.Сотникова, Л.Ю.Гусева// Вестник ВГТУ. Сер. Энергетика.- 2007.- Т.З, №6- С. 115-117.

46. Кун, М. Ю. Исследование воздухообмена на модели при выделении в помещении газов тяжелее воздуха/М. Ю.Кун//Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС.-1967.- вып. 47. С.21- 26.

47. Кун М.Ю. Изучение на модели распределения концентраций тяжелых газов в цехах химических заводов/ М. Ю.Кун// Научные работы институтов охраны труда ВЦСПС. 1967.- вып. 45. - С. 33 - 39.

48. Кутателадзе, С.С. Анализ подобия в теплофизике/С.С.Кутателадзе.-Новосибирск: Наука, 1982.-297с.

49. Кутателадзе, С.С. Тепломассоперенос и трение в турбулентном пограничном слое/ С.С. Кутателадзе, А.И.Леонтьев. М.: Энергия, 1972.-356с.

50. Лапин, Ю.В. Численное моделирование внутренних течений вязких химически реагирующих газовых смесей/Ю.В.Лапин, О.А.Нехамкина, В.А. Поспелов, М.Х.Стрелец, М.Л.Шур // Итоги науки и техн. Сер. Механ. жидкости и газа. М.: ВИНИТИ.- 1985.- Т.19.-С.86-185.

51. Лапин, Ю.В. Внутренние течения газовых смесей/ Ю.В.Лапин, М.Х.Стрелец. М.: Наука, 1989.- 368 с.

52. Милн-Томсон, Л.М. Теоретическая гидродинамика/Л.М. Милн Том-сон. Пер. с англ.- М.: Мир, 1964.-186с.

53. Милош, Э. Статическая математическая модель и алгоритм расчета воздушного режима многоэтажного промышленного здания/ Э. Милош, В.П.Титов. М.: МИСИ, 1985.- 58 с.

54. Патанкар, С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости/С.Патанкар. -М.: Энергоатомиздат, 1984.- 152с.

55. Поз, М.Я. Расчет параметров воздушных потоков в вентилируемых помещениях на основе «склейки» течений. Воздухораспределение в вентилируемых помещениях зданий/ М.Я.Поз, Р.Д.Кац, А.И.Кудрявцев. М. 1984. -с.26-51.

56. Позин, Г.М. Принципы разработки приближенной модели тепловоз-душных процессов в вентилируемых помещениях/Г.М.Позин// Изв. вузов. Строительство и архитектура (Новосибирск). -1980. №11. - С. 122 - 127.

57. Полушкин, В.И. Основы аэродинамики воздухораспределения в системах вентиляции и кондиционирования воздуха/В.И.Полушкин. Д.:ЛГУ, 1978.- 135 с.

58. Поляков, А.Ф. Развитие вторичных свободноконвективных токов при вынужденном турбулентном течении в горизонтальных трубах/А.Ф.Поляков// Журн. прикл. мех. и техн. физ.- 1974. -№ 5. -С. 60-66.

59. Потемкин B.C. Вычисления в среде Mathlab/В.С.Потемкин.-М.:Диалог -МИФИ, 2004. -416с.

60. Рогов, Б.В. Квазиодномерная модель течения химически реагирующих смесей газов в гладких искривленных каналах переменного сечения / Б.В. Рогов, И.А. Соколова//Мат. Моделирование.- 1994,- Т.6, №12.- С.38-56.

61. Рогов, Б.В. Гиперболическая модель вязких смешанных течений/ Б.В. Рогов, И.А. Соколова//ДАН.- 2001.- Т.378, №5.- С.628-632.

62. Рогов, Б.В. Уравнения для течений вязких газов в изогнутых плоских каналах переменного сечения/ Б.В.Рогов, И.А. Соколова// Математическое моделирование.- 1995. -Т.7, №11.- С.39-54.

63. Седов, JI.И. Методы подобия и размерности в механике/ Л.И.Седов. -10-е изд. -М.: Наука, 1987. -125с.

64. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование. -М.: ЦИТП Госстроя РФ, 1992. 65 с.

65. Сотников, А.Г. Системы кондиционирования и вентиляции с переменным расходом воздуха/А.Г.Сотников. Л.: Стройиздат, 1984. - 148 с.

66. Стрелец, М.Х. Метод масштабирования сжимаемости для расчета стационарных течений вязкого газа при произвольных числах Маха/ М.Х. Стрелец, М.М. Шур//ЖВМ и МФ. -1988. -Т.28, №2. -С.254-266,

67. Табунщиков, Ю.А. Расчеты температурного режима помещения и требуемой мощности для его отопления или охлаждения/Ю.А.Табунщиков. М.: Стройиздат, 1981. - 67 с.

68. Талиев, В.Н. Аэродинамика вентиляции/ В.Н.Талиев. М.: Стройиздат, 1979. -295 с.

69. Титов, В, П. Отопление и вентиляция. 4.II. Вентиляция/ В.П.Титов. М/. Стройиздат, 1976. -249с.

70. Титов, В.П. Новый взгляд на старую проблему/ В.П. Титов //Журнал АВОК.-1992.-№3.-С. 16-17.

71. Хантли, Г. Анализ размерностей/ Г.Хантли. Пер. с англ. -М.: Мир, 1970. -252с.

72. Черных, И.В. Simulink: Инструмент моделирования динамических систем/ И.В.Черных. -М.:Диалог-МИФИ, 2005. -531с.

73. Черных, И.В. Simulink: среда создания инженерных приложений/ И.В.Черных. -М.:Диалог-МИФИ, 2003. -215с.

74. Эльтерман, В.М. Вентиляция химических производств/ В.М. Эльтер-ман. М.: Химия, 1980. - 284 с.

75. Эльтерман, В.М. Охрана воздушной среды на химических и нефтете-химических предприятиях/ В.М. Эльтерман. М.: Химия, 1985. - 160 с.

76. Bathe, К. J. Stability and accuracy analysis of direct integration methods/ K.J. Bathe, E.L. Wilson. -Int. J. Earthquake Eng. Struct. Dynam. -1973. vol. I, P.283-291.

77. Busnaina, A.A., Submicron particle transport and deposition in a CVD chamber/ A.A.Busnaina, X.Zhu, X.Zheng //Proc. of the 11th International Symposium on Contamination Control, Westminster, London, September 21-25. -1992. -P.291- 298.

78. Busnaina, A.A. Modeling of cleanroom air flow and contaminant particle transport/A.A.Busnaina//Microelectronic Manufacturing and Testing. -1989. -vol. 4. -P.66-69.

79. Cline, M.C. Computation of two-dimensional, viscous nozzle flow/M.C. Cline //AIAA Journal. -1976. -vol.14, №3. -P.295-296.

80. Fujii, S. Characterization of airflow turbulence behind HEPA filters/ S.Fujii, K.Yuasa, Y.Arai, N.Ohigashi, Y.Suwa //Proc. of the 11th International Symposium on Contamination Control, Westminster, London, September 21-25. -1992. -P.581-584.

81. Guetron, R. High-performance protection in containment systems/ R.Guetron, St.Quentin-en-YveIines//Proc. of the 10th International Symposium on Contamination Control, Zurich, Switzerland, September 10-14. -1990. -P.348.

82. Hayashi, T. Proposal of air supply method for clean tunnel sys-tem/T.Hayashi //Proc. of the 8th International Symposium on Contamination Control, Milan, Italy, September 9-11. -1986. -P.l 18-128.

83. Irons, В. M. Applications of a theorem on eigenvalues to finite element problems/ В. M. Irons. -Depart, of Civil Eng. Swansea. -1970. - 124p.

84. Kafanov, A.F. Detection of fires in cleanrooms/A.F.Kafanov, A.D. Gaidu-kov, S.A.Alexandrov//Proc. of the 13th International Symposium on Contamination Control,The Hague, The Netherlands, September 16-20. -1996. -P.626-635.

85. Kahaner, D. Nash Numerical Methods and Software/ D. Kahaner, C. Moler, S. Nash. -1989. Prentice-Hall:New Jersey. -375p.

86. Kuchn, Т.Н. Numerical results of cleanroom flow modelling exercise/ T.H.Kuchn, D.Y.H.Pui, J.P.Gratzek//Proc. of the 37th Annual Technical Meeting, San Diego, California, May 6-10. -1991. -P.98-107.

87. Lang, E. Optimization of airflow patterns in cleanrooms by 3D numerical simulation/ Lang E., Kegel B.//«Technical Solutions Through Technical Cooperation» Inst, of Environmental Sciences, San Diego, California, May 6-10. -1991,-P.171-180,

88. Launder, B.E. The Numerical Computation of Turbulent Flows/B.E. Launder, D.B. Spalding //Computer Methods In Applied Mechanics and Engineering. -1974.-Vol.3.-P. 269-289.

89. Lemaire, T. Evaluation of computer flow modelling in operating theatres/ T.Lemaire, P.J.Ham, P.G.Luscuere//Proc. of the 13th International Symposium on Contamination Control, The Hague, The Netherlands, September 16-20. -1996. -P.585-592.

90. Moia, E. The control of contamination in the core of pharmaceutical plant: the weighing and dispensing area/ E.Moia //Proc. of the 13th International Symposium on Contamination Control, The Hague, The Netherlands, September 16-20. -1996. -P.331-342.

91. Murakami, S. Numerical and experimental study on turbulent diffusion field in convectional flow type cleanroom/ S.Murakami, S.Kato, Y.Suyama // ASH-RAE Transactions. -1988. -P.469-493.

92. Newmark, N. M. A method for computation of structural dynamics/ N. M. Newmark // Proc. Amer. Soc. Civ. Eng. -1959. Vol.85. -P.67-94.

93. Patankar, S. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow/S. Patankar. 1980. -NY. - 273p.

94. Rakoczy, T. Design of Clean Production Areas Large Clean Room Areas for Flexible UtiIization/T.Rakoczy//Proc. of the 8th International Symposium on Contamination Control, Milan, Italy, September 9-11. -1986. -P.218-226.

95. Rubin, S.G. Polynomial interpolation method for viscous flow calculation/ S.G.Rubin, P.K. Khosla// Journal ofComput. Physics. -1977. -Vol.24. -P.217-224.

96. Rubin, S.G. Parabolized/reduced Navier-Stockes computational techniques/ S.G.Rubin, J.C. Tannehill //Annual Review of Fluid Mechanics. -1992. -Vol. 24. -P.l 17-144.

97. Shilkrot, E. O. Room Ventilation with Designed Temperature Stratification / E. O.Shilkrot, A. M. Zhivov // Roomvent'92. Aalabord, Denmark.- 1992.- Vol. 1.-P.89-97.

98. Shilkrot, E.O. Design Guide Book. Industrial Ventilation/ E. O.Shilkrot, A. M. Zhivov. -Academic Press. 2001. -278p.

99. Shilkrot, E. O. Determination of Design Loads on Room Heating and Ventilation systems using the Methods of Zone-by-Zone balances/E.O. Shilkrot// ASHRAE Transaction. -1993. -Vol. 99. P.746-758.

100. Shuen, J.S. A time-accurate algorithm for chemical non-equilibrium viscous flows at all speeds/J.S.Shuen, K.H.Chen, Y.Choi//AIAA Pap. -1992. -№923639. -P.5-14.

101. Srinivasan, K. Segmented multi grid domain decomposition procedure for incompressible viscous flow/K.Srinivasan, S.G.Rubin//International Journal of Numerical Methods in Fluids. -1992. -Vol.15. -P.1333-1335,

102. Suwa, Y. Studies on numerical and transient algorithm for Clean Room efficiency/Y.Suwa//Proc. of the 10th International Symposium on Contamination Control, Zurich, Switzerland, September 10-14. -1990. -P.40-44.

103. TenPas, P.W. Coupled space-marching method for the Navier-Stokes equations for subsonic flows/P.W.TenPas, R.H. Fletcher//AIAA J. 1991. -Vol.29, №2. -P.219-226.

104. Toshiaki, N. Study on heat current in vertical laminar flow cleanroom/N. Toshiaki//Proc.of the 10th International Symposium on Contamination Control, Zurich,Switzerland, September 10-14. -1990. -P.52-56.

105. Toshigami, K. Finite element analysis of air flow and advection- diffusion of particles in Clean Rooms/K.Toshigami//Proc. of the 8th International Symposium on Contamination Control, Milan, Italy, September 9-11. -1986. -P.256-263.

106. Tsai, C.J. Numerical study of transport and deposition of wear particles in computer disk drives/C.J.Tsai, D.Y.H.Pui, B.Y.H.Liu//Proc. of the 37th Annual

107. Technical Meeting, «Technical Solutions Through Technical Cooperation» Inst, of Environmental Sciences, San Diego, California, May 6-10. -1991. -P.l 13-122.

108. Williams, J.C. Viscous compressible and incompressible flow in slender channels/J.C. Williams//AIAA J. 1963. -Vol.1, №1. -P.186-195.

109. Zienkiewicz, O.C. The finite element method/O.C.Zienkiewicz. 3rd ed.-NY: McGraw-Hill, 1977. - 318p.