автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Применение теплового моделирования для исследования распространения загрязняющих примесей

- КИЇВСЬКИЙ ДЕШЕВИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

На правах рукопсу

Л7КАШ АрхадІВ Олександрович

ЗАСТОСУВАННЯ ТЕПЛОВОГО МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ДОСЛІДИШ РОЗПОВСЮДЖЕННЯ ЗАН7ДНШШ ДСЫШ0К

05.23.03 Твшіопоотачалня, вентиляція, кондяціонування повітря, газопостачання та оовітлення

Автореферат дисертації ва здобуття валкового ступеня кандидата , технічних наук .

Дисертацією е рукошо Робота виконала в Київському державному технічному університеті будівництва І архітектури '

Науковий керівник - кандидат технічних наук, доцент

троФшавт в.в.

Офіційні опоненти:-доктор технічних наук,пр.в.о.

. ПРИЙШОВ-с. І.

-кандидат технічних наук, професор ' . ШИНКО г.г. .

Провідна організація - ДІПРОХІММАШ

ЗАхист відбудеться -І0 Бе.резня 199 кр .

на засіданні спеціалізованої вченої ради Я 068.05,06 по захисту дисертацій Київського державного технічного університету будівництва І архітектура.

Адреса - 252037 Київ 37, Повітрофлотськив проспект ЗІ,

З дисертацією мохна ознайомитись у бібліотеці Київського державного технічного університету будівництва І архітектура.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат технічних наук

професорі

Актуальність роботи: В дисертації розглянуто сучасний стан проектування вентиляції цахів, що мають устаткування, яке виділяє в повітря,під час роботи,забруднюючі домішки. Використовуючії рівняння матеріального балансу неможливо,з достатньою точні-ото,прогнозувати характер забруднення повітря, визначати роамір еони забруднення І концентрації домішок в цій зоні. .

Дія обчислення розміру зони забруднення необхідно володіти Інформацією про маоу домішок, що відійшла від дгерела забруд-ненкя, вплив маоових І поверхневих сил на розповсюдження домі-иок. Визначити характер масопереносу домішок мояна було б Із . § експериментальних вимірів концентрації, .

але багаторазові спроби здійснити цей намір,внаслідок невеликої точності отриманих результатів,не надасть такої можливості. Додаткову невизначенніоть привносить вшіив неотаціонарності напрямку, швидкості I повітрообміну потоку.

В роботі запропоновано шіях аналізу впливаючих на розповсюдження забруднюючих домішок чинників, що базується на використанні приладу для моделювання розповсюдження забруднюючих домішок.

Дія обчислення розміру зони забруднення використовуються залежності, які випливають Із принципу теорії броунівського руху.

Враховування реальних параметрів масообміну дозволяв ощадливіше використовувати енергоресурси, зменшити кількість витраченої на вентиляцію теплоти, менше забруднювати повітря в цеху I збільшити ефективність роботи газоочищувального устаткування аспіраційних систем.

Мета роботи удосконалити проектування цехів, що мають

• устаткування, яке виділяє забруднюючі домішки, '

. розробити методику оцінхи Інтенсивності виділення домішок.

Ооновні задачі досліджень! • .

-порівняти матимагичні моделі, що застосовуються для оцінки розповсюдження домішок; . •

-розробити методику вивчення чинників, що впливають на розпов-садження домішок.; .

Наукова новизна: ■ ,

-обрана модель розповсюдження’домішок; • .

-знайдені загальні особливості розповсюдження домішок у приміщенні; . •

і

Практична цінність: ч

-розроблена конструкція пристрою для моделювання розповсюдження домішок;

-розроблена методика оцінки концентрації домішок і визначення інтенсивності надходження домішок від джерела забруднення.

Реалізація роботи. Методика застосовувалась для оцінки інтенсивності джерел забруднення Київського Дослідно-Експериментального заводу інституту НДІХІМпроект, цегельному заводі Садгорського заводоуправління Чернівецького облагробуду і Київському Дослідно-Експериментальному заводі "Сокіл".

Апробація роботи. Матеріали роботи докладались на семінарі "Досвід виконання робіт по повітроохоронним заходам на підприємствах системи Мінлегпрому СРСР”, Всесоюзного тресту пусконалагоджувальних робіт і освоєння нових видів виробництв Міністерства Легкої промисловості СРСР, Житомир, 1987 р., на загальносоюзній науково-практичній конференції "Інтенсифікація виробництва і використання штучного холоду", Держкомітету СРСР з науки і техніки, Ленінград,1986 р., на загальносоюзному семінарі з прикладної і теоретичної аеродинаміки, Московського авіаційного інституту ім. С.'Ордж°нікідзе, Міністерства Вищої і Середньої спеціальної Освіти, 1987 р., на загальносоюзному семінарі "Підвищення еффек-тивності систем теплогазопосгачання і вентиляції житлових і громадських споруд", Уральського ДНТП, Челябінськ, 1988 р.

Публікації. З теми дисертаційної роботи надруковано 7 робіт, включаючи одне авторське свідоцтво на винахід.

Структура і об"ем роботи. Дисертація має вступ, п”ять розділів, висновки, бібліографію із 92 найменувань відчизняних і зарубіжних авторів і додаток. Текст надруковано на 160 машинописних сторінках, в їх числі 20 таблиць і ЗІ малюнок.

Проектування вентиляційних систем має на меті створення належного мікроклімату приміщень. Що обумовлює неперевтцення допустимої рухливості повітря, максимальної різниці температур

в струменях припливного повітря і оточуючого середовища, і гранично допустимої концентрації домішок.

В роботі розглянуто закономірності розповсюдження домішок, що дозволить зменшити забрудненність повітря виробничих приміщень.

Перенос маси домішок від джерела забруднення у робочу зону займає певний час і може бути розбитий на кільна стадія. В першій стадії, що відповідає початку руху, домішки рухаються компактнш потоком. Цей потік здатен створити високу концентрацію домішок у робочій зоні. В процессі руху концентрація домішок зменшується. Через достатньо великий час руху утворюється більш стабільна концентрація домішок, що визначається тільни співвідношенням інтенсивності надходження домішок до кількості припливного повітря. Діючий нормативний документ /ШіП-2.04.05-66 "Опалення,вентиляція і кокдиціонування "/ розглядає тільки цю останню стадію руху домішок, що призводить до недооцінки концентрації. Для обгрунтованої оцінки концентрації треба знати час асиміляції домішок припливним повітрям, та інші параметри масопереносу.

Багаторазова спроба оцінити параметри масопереносу через виміряну концентрацію не принесла бажаних результатів через шзь-ку точність вимірів. Це е наслідок впливу нестаціонарності руху повітря і концентрації на седиментацію або спливання домішок.

Розглянемо способи теоретичного визначення швидкості розповсюдження домішок. Один із найпоширеніших підходів це К-георія, або теорія теплопровідності. В нашому випадку її використання недоцільне внаслідок непостійності коефіцієнтів, які залежать від часу поширення домішок. До того ж точності виміру концентрації недостатньо для знаходження коефіцієнтів" масопереносу.

Іншим підосодом в розв"язування рівнянь Рейнольдса, що можуть бути замкнені через напів-емпіричні теорії. Коефіцієнти “масопе-реносу при такому підході визначаються з параметрів повітряного потоку, що дав можливість отримати дані про розповсвдження домішок безпосередньо із флуктуацій повітряного потоку. Але для використання такого підходу не існує ні технічних засобів ні теоретичного забезпечення. .

' A-*-ÍSb з

Можливість визначити параметри, що описують розповсюдження домішок через флуктуації повітряного потоку е безумовною перевагою даного підходу. . . •

Найбільш доцільним підходом може бути застосування принципу броунівського руху. Такі моделі достатньо прості, розповсюдження домішок в них пов"язане з аеродинамічними характеристиками повітряного потоку. Для використання згаданого принципу потрібен екс-рерєментальний матеріал, але зважаючи на те, що сучасний стан розрахунків повітряного режиму приміщення все одно вимагає натурних вимірів, можна припустити, що цей недолік не є суттєвим. Збір інформації можливий за допомогою датчика, що використовує теплову аналогію. Схема представлена на мал.І. . •

Мал.І. Спосіб теплового моделювання розповсюдження домішок: І-джерело домішок; 2-факел компактного потоку забруднюючих домішок; 3-вимірювач забрудненності повітря; 4-датчик пристрою для моделю-розповсюдження домішок; 5-нагрівач; 6-термочутливий елемент; вання 7-границя теплового сліду за нагрівачем.

Датчик для теплового моделювання включає в себе вертикальний нагрівач, теплота від якого розповсюджується на встановленний у тому ж датчику термочутливий елемент. Температура в тепловому сліді нагрівача залежить від налрямку повітряного потоку, його швидкості і'масообміну з оточуючим повітрям. Тому тепловий потік, що досягає термочутливого елементу 6 від нагрівача 5 якісно моде- . лює перебіг масси домішок із джерела І до вимірювача концентрації

3. Але для того щоб досягти не лише якісної, а й кількісної відповідності в переносі теплоти та домішок треба розглянути умови перебігу відповідних процессів. '

Для математичного опису розповсюдження домішок використовуються слідуючі математичні моделі .

- : . ' : ' ’ **

у! ^ , (і)

уі 2 V1'] (і-■с)Я1(с)Ут, (г)

■ у5 0-1 у'^‘ - рє Iі , (з)

де у. - середньоквадратичне відхилення домішок від осі розповсюдження потоку, м; V' - середньоквадратичне значення пульсацій-ної складової швидкості повітря,м/с; т - час,с; і - час розповсюдження домішок, с; Я і. - кореляційна функція в системі лагранжевих координат; £ - дисипація енегрії в одиниці об"ему,

и/сй; £> - емпірична константа.

Якщо час розповсюдження перевищув .

* »57Г , ' (4)

. м . -

де ТІ = / й.('с) с/т , ( 5 )

• ' * ■ ■ . рівняння(2)спрощується

у} и> 2 Ч'Чи . (6)

Величина (б) в інтегральним масштабом турбулентного переносу, яка зв"язана з виміряним масштабом співвідношенням .

77 ¿г Т Vі/и , ■ (7 )

де 7*, - інтегральний часовий масштаб виміряний в ейлерових

координатах,с; и - середня швидкість повітря,м/с.

. Дші обгрунтованого вибору математичної моделі розповсюдження домішок (1,2,3) було змонтовано установку, яка складалась з вентилятора, оснащеного припливним соплом диаметром 100 ым, В повітряний потік було встановлено датчик, поруч з датчикам знахо-: дився терморезистор СТВ-ІОІ, підключенний до термоанемометру 94ТІІ. Вимірювалась температура на термочутливому елементі датчика, середня швидкість повітря, середньоквадратичне значення пульсаШйної складової швидкості повітря, амплітудно-частотний спектр. По амплітудно-частотному спектру визначався коефіцієнт

кореляції

вС*) = -77т ¡Е({) соб (і7г{хг) ¿х , (8)

де Е(^) - спектральна щільність,и/с; ^ - частота сигналу,Гц.

Череп коефіцієнт И(г) і залежність подібну (б) визначався інтегральний часовий масштаб Т . Враховуючи (7,6) одержали середньоквад-. ратичне відхилення у і .

Дисипація турбулентності £ вираховувалась із частотного спек-л

тру

* 2

£ = V ( 1 '¿'¿І сі{/и ) , (9)

• ^ дег Сі - емпіричний коефіцієнт; у - в"язкість повітряне;

~ середньоквадратичне значення пульсаційної складової швидкості повітря в діапазоні пропускання фільтру, ,м/с.

В результаті проведення досліду одержані теоретичні величи- , ни середньоквадратичного відхилення повітряних домішок від осі Із? розповсюдження, які порівнювались з величинами середньоквадратич-. ного відхилення підігрітого повітря виміряних датчиком. Найкраще співвідношення розрахованих і виміряних величин було одержано по формулі (2) . Отримані результати проіллюстровано на малюнку 2.

УҐІТ

0.3

о.г

о.і

о

А

• . \

% > ■■ \ •

— • ■ — о

’ с •

■ » • • * • ■ • 0 • “ і _ •

10

го

зо

ло

50

х/6

Мал. 2. Характеристика масообміну по осі припливної струї: у * - відношення експериментально виміряного датчиком до теоретичного розповсюдження теплоти. .

• ■ б '

Застосуємо вибрану модель розповсюдкення домішок для оцінки впливу вентиляції на забруднення приміщення. План вентилиємого приміщення приведено на малюнку 3-

Мал.З. План вентилюємого приміщення: 1,2 - припливний і витяжний

отвори системи вентиляції; 3 - джерело забруднення; 4 - кордон зони а концентрацією, що пере віщує допустиму; 5- точка виміру концентрації. , ,

Концентрація по осі розповсюдкення факела домішок становить

д ^ гП'./(уІи) , (Ю)

де гпр - інтенсивність надходження забруднення від джерела,мг/с. Забруднення приміщення характеризується розміром зони навколо джерела забруднення в середині якої концентрація перевищує дозволену. Відстань від джерела забруднення до точки в якій концентрація став допустимої) позначимо і . Припустимо, що інтенсивність турбулентності Тг^^/и , не залежить від швидкості повітря Я /7*(и) ,а •швидкість повітряного потоку пропорційна кількості поданого при-пдивного повітря ц~ Сп . Враховуючи, що час розповсюдження домішок • .

і = і/и , . (її)

оцінемо аміну І при деякій незначній зміні повітрообміну. Позначимо величини що змінились лід впливом збільшення кількості припливного повітря індексом к . З урахуванням (б) одержимо

' І** ~ 2Єт'г/-и' ’ .

да ц*, - концентрація домішок в робочій зоні.мг/м3.

Після збільшення повітрообміну • ’

¿-к-Х5)и 7

Ч** ZU rH7/ui

(13)

Розглянемо два випадки. В першому випадку домішки рухаються на значній відстані від джерела. Масштаб турбулентного обміну не залежить від відстані до джерела, бо вирішальним фактором е

відстань до оточуючих поверхонь - стін, підлоги I стелі.

Т - const .

В другому випадку, на незначній відстані від джерела течія розвивається

Т о* І .

Розділив рівняння (12) на (ІЗ) в першому випадку одержимо

. І = i/G* , (14)

де ї* І/ Ц , 6„ = 6,/G,, = и/ин .

В другому випадку

у ^ V’t , (15)

% “ (о,37- 0.68) (16)

Подібна оцінка рівняння (ІЗ) з урахуванням (І5,І5)дасть

<їг“s л \ (І7)

де п =0,74 - 1,36.

Звідки

І = {/(S'. . (18)

У другому випадку для зменшення аони забруднення потрібен нерівноцінно більший повітрообмін.

Традийійний підхід без урахування реального часу розповсюдження домішок не дозволяє одержати залежність q = q (?) . Нелі-

нійна залежність зони забруднення від повітрообміну I відстані від джерела дозволяє проводити оптимІзацЬо співвідношення між повітрообміном, кількістю I місцем встановлення технологічного обладнання. . ' . '

ІЬрІвншчи запропонований підхід з Існуючим слід відзначити,

що формула (10) перетворюється на загальновідому

ц = —, „ (19)

ьп

при умові

У» — В , у, •*> Н і (<¿0)

де В, Н - ширина та висота приміщення,!!.

Тоді .

' = 6 Ни, (21)

іншими словами-факел домішок досягає огороджуючих поверхонь. З урахуванням реальної обмеженої швидкості розповсюдження домішок в виробничому приміщенні умова (20) може мати місце при наднизькій швидкості припливного повітря, и-*0, або на великій відстані від джерела домішок. Так при В^Н^б м, має бути іШО^або 1>іЬм. Отжэ запропонований підхід мас білья широку область застосування в порівнянні з Існуючим.

Для отримання реальної величини середньоквадратичного відхилення домішок, сконструйовано прилад .осново» якого е датчик аналогічний зображенному на мал.I.

На основі аналізу впливу молекулярних сил на розповсядження теплоти від нагрівача, який міститься в літературі, можна зробити висновок, що на відстані близько Ю ш між нагрівачем I термо-чутливим елементом цей вплив не леревищуе 9£. Такою величиною можна знехтувати, оскільки вона меша за похибку, що вноситься вимірввальною системою.

4 Оскільки перебіг теплоти в датчику по відстані менший за , Інтегральний масштаб турбулентного масообміну, а перебіг домішок від джерела до точки виміру концентрацій більший, то величину цього масштабу треба виміряти I урахувати при обчисленні масопа-ренооу домішок. Датчик представлено на мал.4

Мал. 4. Схема датчика:

1-основа датчика;

2-нагрІвач;

3-4-термочутливІ елементи.

Мал. 5. Схема пристрої):

5,9-функцІональнІ перетворювачі;

6-вимірявальний прилад;

7-генератор Імпульсів;

8-вимІрювальний міст з нагрівачеіі;

І0-обтаслгвальний блок.

Принцип роботи полягає в слідуючому. ІЬвІтряшй потік переносить теплоту а нагрівача датчика 2 на термочутливий елементЗ. lia виході функціонального перетворювача 5 з"яьлявться електричний сигнал

в ■ в/(\/'Гср?) , (22)

де 0 - різниця температур в тепловому сліді нагрівача І оточуючому повітрі,К; Û- потужність нагрівача,Вг; ^ - довжина нагрівача,м; с - теплоємність повітря, С = І кДі^Чкг-К) ; р~ щільність повітря,кг/м3; В - відстань між нагрівачем І термочутливим елементом датчика,м.

Генератор Імпульсів 7 с джерелом живлення мосту 8, в одному з пліч якого знаходиться нагрівач 2. Під впливом повітряного потоку у вимірювальній діагоналі мосту з"являяться Імпульси з амплітудою, що залежить від тепловіддачі нагрівача, М/ . . .

Nu = A* QRg , (23)

де Я, В- емпіричні константи;ґ/и =dd/i; Re.-ud/^; коефіцієнт тепловіддачі,Йг/ОАК); d - діаметр нагрівача,м; А - коефіцієнт тешіопровІдностІ.бг^м К,); Ул - кінематична в"яЗкість повітряне.

На виході функціонального перетворювача 9 фоімується лініа-ризована низькочастотна складова швидкості повітряного потоку

= У/ТЩ*. <24)

Сигнали в обох функціональних перетворювачів надходять до обчислювального блоку 10, у якому формується вихідний сигнал

м =св) -¿г dh , ■ (25) •

де h - час виміру концентрації, с; Сь- характеристика датчика,

Ю

Характеристика датчика визначалась в лабораторних умовах . Порівнювались величини турбулентного обміну виміряні термоанемометром I пристроєм для моделювання розповсюдження домішок. Турбулентний обмін змінювався за рахунок зміни швидкості повітря I турбулізуючих пластин, що встановлювались' у вхідному колекторі, аеродинамічної труби.

Якщо реальні джерела забруднення мають такі поперечні розміри, 140 за ними створюється зона аеродинамічної тіні, то II можна урахувати.' В залежності від розмірів зони аеродинамічної тіні можливі слідуючі випадки: .

І)£Д>> 5 ;

1)1,/3 > 3; Ш

3)£,/и<д.-

В першому випадку об"емне джерело можна прийняти за точку, що розташована трохи далі від реального джерела. Ця уявну відстань можна визначити .

іт = £, * 2>/у, .

де Іт - уявна відстань до джерела,м; І, - реальна відстань до джерела забруднення,м; В - характерний розмір джерела домішок,м.

У другому випадку, завдяки великій Інтенсивності масообміну досягається рівномірність концентрації домішок по о б "ему зони. Переважна маса домівок надходить в оточуюче середовище через цю зону. Припускаємо, що домішки поступають від сукупності елементарних джерел, рівномірно розташованих на поверхні джерела забруднення.

В застійній зоні поперечна складова масообміну мала в порів- ' нянні з розмірами самої застійної зони. Тому на точність обрахунків концентрації мало впливає поздовжня нерівномірність іюпереч-но І складової масообміну. Враховуючи складний характер цієї характеристики найдоцільніше встановлювати датчик на віддалі від джерела домішок, що дорівнює' .

X = 0,6 і, ,

де X - віддаль від джерела домішок до датчика,м.

Розмір елементарних площадок має бути приблизно в 10 разів меншим відстані до точки виміру. Тоді кожна площадка може розглядатись як окреме джерело доміаок. Концентрація домішок від елементарного джерела обраховувалась по формулI

- гиттуї Щ'г

Схема представлена на мал.6

Мал.о Схема розрахунку концентрації від об"ємного джерела домішок ¿сс,,ьх3~ розміри елементарних джерел,м: Dt.D, - розміри поверхні о(5"ємного джерела,м; 1,Л,Л, - проекція відстані від елементарного джерела до місця обчислення концентрації домішок, на відповідні осґ координат,м.

Концентрація домішок в будь-якій точці обраховується як сума концентрацій від елементарних джерел .

' q* = ¿ Ці '• ' . . U6)

■ . ■ і*'

де п. - кількість елементарних даеред на поверхні.

¿¡рсліди, проведені на підприємствах, з одночасним виміром концентрації домЬок у кількох точках підтвердили допустимість таких спрощень. • . . •

‘ В третьому випадку (26), треба в горизонтальній площині виділити окремі сектори. Проводити послідовні виміри концентрації, кожного разу повертаючи датчик таким чином, щоб напрям від наг-рівача до термочутливого елементу датчика збігався а бісектрисо» сектора. Кількість секторів, які можна виділити в площині виміру залежить від анайденної величини у* . Найменший кут, в якому розповсюджуються домішки від джерєла. що являе собою точку,стаю-.вить. . •

■ ’ f - arcíq у,„х , •

де максимальне,в даній серії дослідів,значення ys . .

Оцінюється ймовірність виміру концентрації, привкесенної

з кожного сектору, по співвідношенню . Р = м/м„ія >

де р - ймовірність виміру концентрації привнесеної з данного напрямку; М - результат виміру моделюючим пристроєм; Мт|„- вели- : чина виміру, що відповідас

Наслідок нестаціонарного напрямку вітру при проведенні кількох вимірів концентрації, отримаємо систему рівнянь

р,Ц, + (і-р,)Ца = Яп» ,

ргрі + Г^"Р0яа =

. 4 І 'І *1 _ (30)

ріЦі + (•/ - р.) qQ * qm¡

де qs - концентрація привнесена з конкретного напрямку,мг/м3;

Ца - фонова концентрація (внесена не врахованими джерелат),мг/и3;

- концентрація, що виміряна без урахування нестаціонарного напрямку повітря,мг/м3. .

Розв"язання системи рівнянь дозволяє не тільки визначити Інтенсивність надходження домішок з великих рб"ектІв, а й визначити внесок в забруднення даної точки як окремих джерел так І. фонової концентрації.

Якщо повітряний потік не змінює напрямку, т<^ наявність фо- ■ нової концентрації призводить до більш повільного зниження ' концентрації в порівнянні з формулами (27,28). В цьому випадку . обрахована концентрація (28) буде становити .

. • ' п ■ . ■ .

<^К = ^ • (ЗІ)

■ На віддалі від джерела домішок, де зникає зона аеродинаміч-. ного сліду виникає вплив граничного шару повітря,, зумовлений наявністю огороджуючих поверхонь. Наявність граничного шару призводить до нерівномірності переносу домішок у напрямку, нормальному до огороджуючої поверхні. Масопереносу в граничному шарі повітря присвячена велика кількість робіт. Але без відповідної переробки їх застосування неможливе. Розроблений підхід потребує обмеженої кількості вихідних даних, що можуть бути одержані за рахунок застосування пристрою для моделювання розповсюдження домівок. Методика запропонована на основі дослідження граничного

шару ребристих І иерохуватих пластин. Виміри були зроблені в дві стадії. В пери їй стадії шіевмомегричною трубкою вимірювались середні швидкості в п"яти вертикальних площинах на відстанях 50,60, 128, 205, 328 ш від переднього крав ребристих пластин. У другій стадії вимірювався турбулентний обмін на відносній висоті граничного иару повітря 2.* =0.1; 0.35; 0.9, де освідстань

від поверхні до точки виміру,м; 2 - висота граничного шару.м. Турбулентний обмін вимірювався у двох взаємно перпендикулярних площинах, вертикальній І горизонтальній. Схему представлено на малюнку 7. -

4т_гггтті_п

1 } .

Мал. 7. Схема установки:І-ребриста пластина; 2-терьюрезистор.

• Результати вимірів напруги тертя, що представлені на мал.8 . виражені, залежністю . .

§■ (о,?.^-о.»6)Єхр(-М) *,.зезср(:^, (а2)

де бі, <г» -дотична напруга тертя в граничному варі I

на поверхні,відповідно,кг/м/с^.

Формула (32) разом Із рівняннями (33 - 35)

и*к іг ?п -Х'^’ * 5 ’ ‘ (33>

-М - ц«~ ., •

бх, ~ к(ха*г,) (34)

•• -г = у‘-йг-( V ■ <35>

де и*чи/иг ; иг - іага/р " ; к«0,4 '• , .

дозволяв оцінити невідомі їх, і Ь, що в свою чергу визначає швидкості І турбулентний обмін в граничному шарі повітря, в тому числі І вище встановленого датчика. Для вимірів, що проводяться

М " '

Мал. а Результат виміру напруги тертя: 1-пластина і без ребер,/?а 0/6; 2-пласти-на.з ребрами вздовж потоку 3-плаотина э ребрами, поперек потоку. '

75 Ре2

на відкритому повітрі (проммайдані), замість рівняння (32) можна користуватись умовою

- С(?П5І . ' .

що справедлива при ос3 < 75 м.

Іншою причиною невідповідності розрахованих концентрацій виміряним е вплив плавучості (неІзотерлІчно стІ) забруднюючих домішок. При оцінці надходження аміаку від ванн зоління шкір для врахування плавутостI використовувалось рівняння

ЯІ- Не = р> , (36) .

де . (37)

йв= , (38) .

лі} - шаг виміру концентрації по висот І,м; д р - різність щільності забрудненого I оточуючого пав1тря,кг/м3; д - прискорення сили вільного пздІння,м/с ; 'Л' - швидкість руху домішок у. вертикальному напрямі,м/с.

Враховуючи, що

У = Л у! /лі- .

На підставі рівнянь (36,37,38) одержимо формулу для визначення швидкості вертикального'руху домішок . .

- . . А І . ■ г осл

¿д/д/,- градієнт концентрацій в вертикальному напрямку ;мг/м4.

Оскільки в рівняння (40) входять невідомі величини, то р в (39) розглядається як додаткова емпірична константа, для знаходження якої потрібно зробити додаткові виміри.

Наявні можливості приладу дня моделювання розповсюдження домішок дозволяють рекомендувати слідуючий порядок роботи при проектуванні вентиляційних систем. ' .

На перлому етапі необхідно зробити виміри концентрації на різних відстанях від джерела забруднення з одночасним виміром параметрів масопереносу домішок. Якщо с можливість, потрібно включити виміри'Іа зміною кількості припливного - повітря.

В результаті проведеного дослідження можна отримати рівняння регресії, що включає основні дані ’

'<?Я У* .«) • (4І)

З цих експериментальних досліджень можливо знайти декілька значень Інтенсивності джерела забруднення. Варіацій вирахованої Інтенсивності вказує на необхідність введення седиментації, плавучості або фонової концентрації. . . . ■

На другому етапі, після введення поправок І уточнення характеру розповсюдження домішок, неважко розрахувати концентрацію домішок в будь-якій точці ари різних схемах вентиляції приміщений І шляхта порівняння результатів розрахунків вибрати найдоцільнішу схему. ■ '

ІВ

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ’

1) РІзшння матеріального балансу, на яких базуються сучасні способи обчислення концентрації забруднюючих домішок не дозволяють отримати потрібну точність;

2) Більш прийнятним підходом до визначення концентрації забруД-ниючих речовин с принцип броунівського руху;

3) йізначейа найбільш прийнятна модель переносу домішок;

4) Прийнята модель е бЬ';ш універсальною, II застосування призводить до нових результатів; . .

5) На основі цієї моделі сконструйовано прилад для моделювання . розповсюдження домішок Са.с.№1249466);.

6) ’Розроблено спо'сіб градуювання приладу І методика його вико-

ристашія; . . •

7) &ревІрка роботи приладу .в працюючих цехах продемонструвала

задовільні результати оцінки Інтенсивності надходження, та . характеру розповсюдження домішок при розробці вентиляційних систем. ■■ • . ■ - • . .

8) Застосування приладу дозволяє знизити затрати праці І підвищити точність санітарно-гігієнічного обстеження робочих місць.

. Основний зміст дисертації опубліковано в працях: .

1.Лукаш А. А. О повышении точности замеров концентрации воздушных і примесей на открытом воздухе: Вестник Киев.политехи. ин-та. Машиностроение. -К. :Вища школа, I960,-Шп. 17. -С. 10-13.

2.Лукаш А.А.,Трофимович В.В. Исследование распространения заг- .

рязняющих примесей в производственных помещениях; Строительные . материалы,- изделия и санитарная техника -К.: Будівельник, 19сб. - . вып. 8. С.64-65. ’ ■ .

3.Лукаш. А, А.,Шелдак В.З. Устройство для моделирования распространения примеси :-а.с.СССР №1249436 AI Опубл. 07.08, Ш. Вол. №29.

С. 185. ’ - . . .

4. Лукаш А.А,,Трофимович В.В. Методика оценки интенсивности пос- .

тушения пыли:Иэвестия вузов,Строительство и архитектура.Новосибирск: 19Й7.-/Ш-С. 93-95. • . . .

5.Лукаш А.0..Васильева Н.М. Оцінка Інтенсивності надходження

аміаку від ванн золІння:Легка промисловість,Науково-виробничий збірник -К.:ТехнІка,-І990.-ЗСІ45).-с.39. . ,

б.Зивдч П.Л..Дуката А.А.,Ткач Г.Н. Методика замера неорганизованных выбросов и оптимальная организация вентиляции промышленных пред-приятий:Интенсификация производства и применения йскуственного

холода/Всесоюзная практическая конференция.-Л. Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологичекий институт холодильной промышленности, 16-18 октября 1983. -С. 140. 7.Бондарец А.А.,фитула А.Д.,Лукаш A.A. Исследование влияния шероховатости поверхности на интенсивность оседания аэрозоля на плоской пластине: Некоторые вопросы прикладной аэродинамики/ Сборник на;:чных трудов.-Киев: КНИГА, I9S7.-С. 26-30.

ПІдп. до друку Формат BOxM'/is.

Папір друк. №S . Спосіб друку офсетний.'Умови, друк. арк. {,/£ . Умови. фарбо-аідб. f.ii . Обл.-вид, арк. < Q .

Тираж JÇO . Зам. АІ/ ІЛи .

Фірма «ВІІТОЛ»

252151, Київ, вул. Волинська, 90.