автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Разработка метода формирования высокоэффективных и экономичных систем обеспыливания воздуха рабочей зоны горнодобывающих и перерабатывающих предприятий топливно-энергетического комплекса

Министерство тоиива и эаергетгаш Российской Федерации Российская академия наук Институт горного дела ии. а. а. Скочшского

г " .л ч

' о

На правах рукописи

9 !':пл 'п>57

УДК 522. 807

Кандидат технических наук Вадим Игоревич БЕСПАЛОВ

РАЗРАБОТКА ИСТОДА ФОРЙНРОНАНЙЯ Н:-СОЯОЭФ1>ЕКТИВ!ШХ И ЭКОШШгаШХ СНСТЕН ОКЕСПН/ШВАШЯ ВОЗДУХА РАВОЧЕП ЗОНЫ ГОРЬЮДОЕЛШГШХ И ПЕРЕРАБА'ШЕАЕЗНХ ПРЕДПРЯЯТШ! ТОПЛ5ШНО~ЗНЕРГЕТН'1ЕСЖОГО ШКПЛЕКСА

Специальность 05.26.01 - "Охрана труда"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Косква 1997

Работа выполнена в Институте горного деда км.л. аскочинского i в Ростовской государственной строительном университете.

Научный консультант: заслуженный деятель науки и те susses* р-а,

яро». . докт. техн. наук В. П. Еуравлев

Официальные оппонента: проФ. . докт. техн. наук А. Т. АЯРуни.

проф., докт. техн. наук С.ё.Ерокик и проф., докт. техн. наук в. л. Игашо.

Ведущее предприятие: Государственный проектный институт •Ростовгипросагт" Кинтопэяерго м.

Автореферат разослан * г!^" _ - 199? года.

Зашита диссертаций состоится 199„£_ года

в З.сА^. часов на заседании диссертационного совета Д. 135. 05. 02 Института горного дела км. А. А. Скочннского <140004, г. Люберцы Московской об л. >.

С диссертацией можно ознакомиться в секретариате ученого совета института.

Отзови в двук экземплярах просим направлять по адресу: 140004. Московская обл., г. /ййберпы, нгд ик. А. А. Скочннского.

Ученый секретарь диссертационного совета, действительный член Академии горных наук,

докт. те гн. наук, профессор / '''^ н. Г. Кшук

/

ОЕЗАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБОТН

Актуальность. Необходимость реаения проблем охраны труда становится с каждый годом все более настоятельной. Развитие производственно-технологических разработок и пронетленного производства выведи проблему охраны труда на предприятиях горной лронызлештости я тоаяивно-энергетического комплекса в ряд влетевших обпогосударстпеааги задач, резение которой непосредственно связано с обеспеченней безопасных и безвредных условий труда.

Вазшое место в комплексе задач ограду труда занимает "гамевой Фактор". Проккзленяая пыль не только отрицательно воздействует на организм человека, но и ухудэает производственно-технологическую обстановку, приводя к прездеврекенноиу выводу из строя эдакий,сооружений и технологического оборудования. Часто, являясь взрывоопасной и представляя собой источник зарядов электричества, пыль может наносить серьезный унерб производственно - экономическому потенциалу.

Наиболее зиачккыни по степени пылевого загрязнения воздуха рабочих иест и зон горных выработок, воздушного пространства произ-Еодствешшз понеггеннй поверхностных комплексов, а тахге атмосферы прокыпденных плозадок являются источники пмлевыдеяенкя па предприятиях горподобтаакгей и горноперерабатнвасяея проккзденности (вахты, разрезы, карьер, обогатительные, брикетные и рудоподго-товитедыше Фабрики, котельные и другие). Особенно остро эта проблема стоит перед угольники вахтами, где при шенке угля поступает в рудничную атмосферу до 30-230 кг пыди за период рабочей смени. На угольных разрезах Кузбасса и Якутии выделяется до 40-500 г угольной пши на 1 тонну дсбываеного угля. причем эта пиль в большинстве случаев является взрывоопасной. Енсокая запыленность воздушной среды наблюдается на предприятиях других отраслей шхяпа-ленностн, которые либо входят в инфраструктуру топлтано-энергетически конадексов. либо территориально сопрягена с ними (строительная индустрия. иаязшостроение и другие).

Без организации целенаправленных мероприятий концентрация пыли в воздухе рабочих нест и зон предприятия горной и другие отраслей проккзленкости значительно превызает ПДК. Поэтому сведение к нининальнкн или. хотя бы, к нормативным значениям коннентратм пыли является одной из актуальных проблем в области охраны труда.

снижение концентрации пики в воздухе рабочих иест и зон. расположенных в горных выработках, внутри производственных поненений поверхностных комплексов, а также за из пределами (на территории протащенной плоаадки). возможно в двух основных направлениях: - разработка и организация горно-технических процессов, исюпочаю-

еих или существенно снкааюаих образование и выделение пкяи;

- создание и реализация комплекса спепиаяьниг ишсемерно-техкнчес -кик мероприятий, обесаечиаа»кЕ2 сккжекие концентрации вктахжея пыли и реализуемых в системал обеспыливания воздуха.

Для поддержания пылевых параметров воэдуеноя среды в соответствии с нормативными требованиями в настояяее вгеня кироко используют снстены обестушваипя. эффективность которых обусловливаете я рациональной организацией процессов связывания, задержания (локализации) и удаления пылевого аэрозоля непосредственно в зоне его образования, очистки транспортируемого потока от шш и вывода его в атмосферу проявленной плоаадкя.

Формирование нлхеаериыз систем обеспианзаняя воздуха рабочих мест и зон при их проектировании, реконструкции и эксплуатации должно иметь едниу» нгтодкческух» основу с учетом не только иакск-нальнок э$$ектнввоста. но а энергетической эковоиичности организации процесса обессиливания.

Диссертационная работа вшюдиена в соответствии с:

- межотраслевой программой Нмнтопэнерго РФ Н te со проекту оз.27;

- планом HHP Ростовского государственного строительного университета по теие: "Создать я внедрять инженерное с не теки обеспечения чистота воздуха в производственных поиецеииях и предуврекдение загрязнения атмос^ер-ы Ерошааешшх пдокадок' per. н 01. Б60070360 в раяках конвдексиой научно-теышческоа программы ПШТ Р4.

Целью работы является разработка негода овеша: и шбора высокоэ^ектшйшх н экономичных кгшенерша систем обеспыливания воздуеиой среш предприятий топливно-энергетического кон-иле кс а.

Идея работы заключается в использовании энергетических паранетров палевого аэрозоля и взаимодействующих с ним дисперсных систем шш силовых воздействий для описания оценочного критерия процесса обескшшвзния воздуха рабочих зон.

На заиитг выносятся еяедтееше ос но вине положения :

1. Процесс обеспыливания воздушюй среды, осзпиествляеный поэтапно и состояашиэ двух основных циклов: обеспыливания исходного сырья (технологического оборудования) и обеспыливания воздуха рабочих зои, корректно описывается обобвеиной физической модель» последовательного воздействия вневними дисперсными системами иди силовыми полями на частица дисперсной Фазы пылевого материала и пылевого аэрозоля для предотвращения развития процессов кж образования, выделения и распространения в воздушной среде.

2. Результат реализации процесса обессиливания воздуха рабочей зоны достаточно полно характеризуется энергетическим показателен.

г

который представляет собой откояение полезной н затраченной в процессе обеспыливания энергия я учитывает:

- эффективность процесса обеспшигоаяия воздуха, определяемую через параметра, которые характеризуют изменение концентрации кис -перелоя Фазы пылевого аэрозоля в активной зоне обеспыливания;

- параметры, характеризуяахе телюяогаэ реаяязалки процесса обеспыливания: геометрические. азрошшакяческие, гидродинамические, электрические и ряд других характеристик;

- параметры, зарактеризлегие свойства частил дисперсной Фазы пылевого аэрозоля {плотность материала частая, краевой угод смачивания, удельная электрозаряязяность. дисперсный состав, влажность, скоростине характеристики движения частая и ряд других параметров);

- параметры, характеризующие свойства газообразной дисперсионной среди пидевого аэрозоля (плотность газовоз снеся, ее влажность, вязкость, скоростные характеристика переиесепяя среды ряд других параметров);

- параметры, гарактериэугеае свойства дисперсная систем или силовых полей, кневгаа различат» фяэнческу» форму (созлусяне потоки: всасывггише, нагнетаюсЕе. сдгво-всасивлгсае; каиелыгка аэрозоль; пена (аэрозольная и в виде слоя); вар; злектрзческое. магнитное. акустическое, температурное поля и другие.

3. Разработанный метод позволяет осуществлять вкбор и «орнирсва-нне ннзеверныя систем обеспыливания воздуха рабочих зон для поверхностных объектов предприятий топливно-энергетического комплекса и других отраслей прокы-пэггностя (строительной индустрии и мапииостроепня) по двум основная критериям:

- требуемой эффективности процесса обесшшгаапия воздуха, равной или иревышкаей значение, определяемое тгз условна обеспечения Ш!Х пили в воздухе рабочей зовы;

- энергетическому показателю, равному максимальному из всех возможных его значений для выбранного к рассмотрели» вида ♦изнческо-го воздействия на пшевоя аэрозоль (технологии обесшгхнвашш).

Метод реализуется последовательно несколькими основными этапами. заютчаюакннея в:

- определении параметров для объектов, участвует® в процессе обеепшншаиия: производственно-технологического оборудования, ш-леобразугаего енрья. источника преобразования, пцдевого материала. источника шдевшедения. пшевого аэрозоля, воздуха рабочей зовы и территории прон5гтенноа илозадкл;

- выделении возмозших для реадязадии в задавши производственно-технологических условиях видов Физического воздействия на пылевой аэрозоль (технологий обессиливания) в зависимости от требования.

предъявляемых к производственному проиессу к воздуху рабочей зоны (вэрыво- пожаробеэопасность во соответствующей категории производства. температурио-влазЕНостныа режим для сырья и воздуха рабочей зоны соответственно по технологически» параметрам н царанет-ран »¡икро климата, электробезопасность по соответствукгеиу «лас с у опасности и другие);

- определении диапазона рабочих параметров «геометрических, аэродинамических. гидродинамических, электрических и других» для каждой выделенной техиодогда обеспыливания;

- реаевии задачи определения области существования значений эффективности обеспыливания для выделенных технологий обеспыливания по предложенным математическим зависимостям и отборе только тех технологий, которые обеспечат требуемую эффективность:

- реаетш оптимизационной задачи поиска одной технологии обеспыливания из оставшихся к рассмотрению, обесвечивагажй максимальное значение энергетического показателя реализуемого процесса обеспыливания;

- решении обратной задачи определения оптаяааышз рабочих параметров аля вибралиой технологии обеспыливания воздуха рабочей зоны, соответстзуиаих рассчнтаинону наксннальиоиг значению энергетического показателя:

- подборе технических средств, обеспечиваясих реаднзашг» полученных для выбранной технологии обеспыливания оппиадьных значений рабочих параметров, н определении возможности их конструктивного совнепення в одион устройстве.

4. Анализ подученных зависимостей для энергетического показателя н составляло« его отдельных энергетических параметров для различных технологий реализации проаесса обеспыливания воздуха рабочей зоны позволяет определить направления его совершенствования путей повьгаення эффективности и энергетической экономичности без проведения аредваритеяышх сравнительных опытных испытаний.

Научная новизна наиболее существенных результатов работы и их значимость состоят в той. что:

- установлены закономерности перераспределения энергетических параметров пылевого аэрозоля и взаимодействуших с нин дисперсных систем или силовых полей в процессе обеспыливания воздуха;

- разработан и обоснован критерий энергетической экономичности процесса обеспыливания воздуха, представляюагй собой отношение полезной к затраченной в процессе энергии и учнтыважкий требуенуь из условий обеспечения ПЯК эффективность процесса, производственно-технологические условия, параметры воздуха рабочей зоны.а также параметры пылевого аэрозоля и направленных на него внешних воздействий;

- получены математические зависимости, позволяющие определить энергетический критерий для процессов пылеулавливания, шиеочист-ки и рассеивания шин. последовательная реализация которых определяет репенне задачи обеспыливания воздуха;

- разработана классификационная схена инженерной системы обеспыливания производственной воэдугшой среди в обсел структуре мероприятий по обеспечен;:» безопасного веления горных работ и других горно-тезшгоеских процессов;

- разработан метод расчета високоэффективных и экоионячша инженерши систем обеспыливания воздуха в зависимости от пылевой обстановки в рабочей зоне, производственно-технологических условий и особенностей процессов образования, выделения и распространения пылевого аэрозоля.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверздается:

- согласованностью научных выводов с результатами, представяен-нкни в предззествухетя научных работах, научно-технической и патентной литературе;

- высокой схогшностью результатов больпого обьена экспериментов, проведешшх э лабораторных и проккзленныя условиях (более вооо опытов) и получениях аналитических зависимостей в пределам максимальной погрешности ♦ 13/. при доверительной вероятности 0.95;

- методическими предпосылками работы, основанными на корректной использовании математического аппарата нехашки иногофазкыж сред, математического моделирования процесса обеспыливания и его Физического моделирования методами теории подобия, компьютерного ноделирования технических средств обеспыливания воздуха;

- сопоставимостью результатов аналитических расчетов с Фактическими дагашкн, получеетшни инструментальными методами в производственных условиях.

Практическое значение работы заключается в следуюаеи:

- разработана методика опенки энергетической экономичности различных по физической сущности технологий обеспыливания воздуха рабочей зоны с учетом эффективности снижения концентрации пыли;

- создан программный комплекс расчета энергетического показателя и эффективности процесса обеспыливания, обеспечнвахеяа опенку, ен-6ор и Формирование высокоэффективных и зконокичннх систем обеспыливания воздуха, а такге способов и средств пылеулавл5шаяия. пы-леочистки н рассеивания пыли при их эксплуатационной контроле и проектировании из условий достижения ПДК пыли в воздухе рабочих зон для узлов транспортировки, перегрузки, хранения и переработки твердых сыпучих натериалов предприятий топливно-энергетического

комплекса, а также строительной индустрии и иааино с троения;

- разработаны рекомендации по повыаени» эффективности и экономичности способов и средств обеспыливания воздуха рабочих зон едк тех случаев, когда полученные расчетом оптимальные рабочие параметры пропесса невозможно реализовать известювш техническими решениями;

- созданы высокоэффективные и экономичные способы и средства пыле улавливания. пылеочистки, рассеивания шиш. обеспечив азжие ПДЕ пыли в воздухе рабочих зон (всего более 60 способов и устройств, из числа которых запатентовано 51 и внедрено 24).

Реализация работы. Подученные лично и под руководством автора, при его непосредственном участии результаты исследований доведены до практического использования и внедрены в практику проектирования и контроля эксплуатации инженерных систем обеспыливания воздуха рабочих зон предприятий топливно-энергетического комплекса, строительной индустрии и машиностроения.

Разработанные основные научные подоаеикя. практические рекомендации и программные средства контроля и автоматазкреэанного проектирования систем обеспыливания воздуха рабочих зон использованы:

- при проектировании систем борьбы с пыль» для предприятий топливно-энергетического комплекса и других отраслей промизлевноста: иа лопастном питателе тракта углеиодачи Березовской ГРЭС-1. на поверхностных трактах угдеподачи и в котельных вахт "Капая". "Окта-бРьская-Ккная". •западная-капитальная* АО "Ростовуголь". на участках транспортировки к хранения песка и вебня Ростовского завода железобетонных изделий и конструкций, в плавильном отделении машиностроительного завода г. Каменска Ростовской области;

- прн реконструкции систем борьбы с пылью на действушня предприятиях: иа узле перегрузки мраморной кроеки по "сгавроаольне-руд". участках транспортировки и хранения песка, вебня. угля и вдака домостроительного комбината и комбината строительных изделий Главкавшшкурортстроя. асфальтобетонных заводов Ростовавтолора, негои крупного и нелкого литья по "Орелхннтекстндьнаи";

- при решении задач оптимизации процесса обеспыливания возяуиной среды для поверхностных аахтних комплексов в научно-кссседова-тельскоя работе Карагандинского государственного университета;

- в учебной процессе Ростовского государственного строительного университета по дисциплинам: "Нехаияка многофазных сред". "Системы обеспечения нормативных параметров воэдуешой среды", "Технология проектирования систем борьбы с промышленной пыль»", "Математическое моделирование процессов очистки воздуха" и "физика атмосферы", а такхе Киевское© выснего военного авиационного учшнша в лабора-

торных работах по изучению распространения пнлемк частип в воз-яуглоП среде.

Результата работы использованы при создании н внедрении 14 нових инженерная систем борьея с пилы» для предприятий топлазно-энергетического комплекса, строительной индустрии и иагжио с троения. в этих системах реализовано 24 изобретения автора.

Научные и практические результаты диссертации включения в 1 учебник и 2 учебных пособия под грифон Минвуза РФ. Ноше способы и устройства обесшмивалня шиючени в "Каталог паспортов научно-технических достижений, рекоиеняуекых для использования на зро-иизленныя предприятиях северного Кавказа" и в "Лаьбон теяпичгсют реаешш пылеулавливания, пыяеочистки и рассеивания пндя*.

Внедрение результатов исследований на предприятиях тошшвио-эиергетического комплекса, строительной индустрии и накгаострое-пия позволило обеспечить снижение уровня запыленности воздуха рабочих зон до ядк яри каксккальнон использовании потребляемся сис-темакн обесшишваяия заергяи.

Апробадия работы, основные полоаепая работы до-лохеяы в период 1985-1996 гг. на Всесоюзных, регионаяьгшз и областных научно-технических конференциях, совепаннях и секяяарах; "Состояние а пути снижения уровня загрязнения скрухаюсей я производственной среды* (Караганда. 1985). "Актуальные вопросы физики азродиспорсншг систем" (Одесса. 1986,1989)."Реализация научно-технических достижения - основа совершенствования сельского строительства" (Ростов н/Д. 1986), * Совершенствование охраны труда в народной хозяйстве республик Средней Азии" (Таякеит. 1988), "Проблемы охраны труда и окрухгзизея среды" (Москва. 1988), "фундамеитадь-нке исследования и новуе технолопы в строительной материаловедении" (Белгород, 1989) . "Борьба с пндью в строительстве и проньгзлен-носта" (Ростов н/Д, 1989, 1991). "Ресурсо- и знергосберегакзие технологии строительных материалов, изделия и конструкция" (Нел-город. 1995г. ). посвяпеяных вопросам борьбы с лшьс в рабочей зоне производственных зданий и прокшшенных плопадок. а такде средствам улучпеиия условия труда в промышленности.

Публикации. Результаты исследования яо теле яиссер-тапин изложены в 105 работах, в тон числе i монографии. 1 учебнике, г учебных пособиях, 42 авторских свидетельствах и 9 патентах.

объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, 5 разделов.основныз выводов и заключения, списка использованной литературы и 29 приложений, в ней содержится 267 старнип основного нааинописного текста, 24 рисунка. 8 таблиц, 29 приложений и библиографии из 248 наименований литературных источников отечественных и зарубежных авторов.

Решению отделышх вопросов из числа рассмотренных в данной работе посвягены исследования айруни а. т. , Богуславского е. и., Глузберга В. Е., Дерягина Б. В., Дьякова В. В.. Куравлева В. К., Куравлева В. п. ■ зинона а, д. , Я пухл й. г.. Кирша к. Ф.. Клебанова с.. Коуэова П. А.. Кудряэова В. В.. Лихачева Л. Я. . Иенковского (С А. . Нинко В. А. . Пируиова А- И. . Позднякова Г. А. , Полянского В. Е. , Ре-биндера П. А.. ршях Л. Н. , Саранчука В. И. . Сененова К. Н. . Уаакова к. 3. . Феськова н. и. , фридрихсберга д. а. . Цынуры а. а. . Еварпиана Л. А. и других авторов, внеси« значительный вклад в изучение состояния воздуха рабочих зон.его загрязнения, вызываемых кн последствий. а такге в совервенствование технологии и техники обеспыливания.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Состояние дроблены борьбы с диаыо на предприятиях топливно-энергетического комплекса

за последние годы получен ряд научных результатов, которые явились основой для разработки и внедрения новых эффективных способов и средств борьбы с надь» на угольных шахтах, разрезах и других поверхностных объектах топливно-энергетического комплекса, а также на предприятиях снежных отраслей проккиненности.которые либо входят в инфраструктуру тошшвво-энергетических комплексов, либо территориально сопряжены с ннни (строительная индустрия, навн-костроенне и другие). Однако проблема борьбы с пыль» в воздухе рабочей зоны ревека не полностью.

В настоящее вреня запыленность воздуха на многих предприятиях топливно-энергетического конплекса все еае остается высокой, особенно на участках транспортировки, перегрузки, хранения и переработки твердых скпучих материалов (угля, породы, влака. себия. веска и других). Анализ условия развития технологий и инфраструктуры добывающих и перерабатывагких предприятий топлнвпо-энергетического конплекса позволяет заключить, что это - своеобразные "территориальные Фокусы". где особенно интенсивно происходят глубокие изменения воздувноя среды, отрицательно влиявсае на условия труда и здоровье рабочих.

Количество способов и средств обеспыливания воздуха возрастает. Однако в практике их применения сложилась тенденция типизации технических средств относительно прокавгленных технологий, что в значительной мере ограничивает возможности проектирования, эксплуатационного контроля систем обеспыливания, а также перспектива их развития и совершенствования. Няохество разработанных типов обес-

пиливакзих устройств и аппаратов достаточно трудно систематизировать на основе известных классификационных схем.так как разработки новых и совершенствование существующих средств обеспыливания осуществляются по направленна комбинирования нескольких технических репений в одном устройстве. Вместе с тем отсутствуют научно обоснованные рекомендации по применений комплексного обеспыливания воздуха рабочий зон предприятий топливно-энергетического комплекса с учетом уровня запыленности, свойств пыли.параметров микроклимата рабочей зоны, технологических особенностей узлов транс-портироки. перегрузки, хранения и переработки пилеобразугзего материала и технических возмознаостеп отдельных способов и средств борьбы с пылью с точки зрения их эффективности, технологичности применения и энергетической экономичности.

В связи с этин в диссертационной работе поставлены и реиены следузетие задачи:

- изучение и систематизация параметров, аарактеризухянх состояние пылевого аэрозоля как дисперсной системы в процессах загрязнения и обеспыливания воздуха;

- опенка энергетических параметров пылевого аэрозоля в динамике процессов его образования, выделения, распространения и разрушения при обеспыливании воздуха;

- установление закономерностей приобретения, перераспределения и раскола энергии пылевым аэрозолем в прояессе обеспыливания воздуха и определение функциональных связей не злу отдельными энергетическими параметрами процесса;

- изыскание критериев оптимизации процесса обеспыливания, их математическое описание и экспериментальная проверка основных теоретических подохений;

- разработка нетодов оценки, выбора и Формирования высокоэффективных и экономичных инженерных систем обеспыливания воздуха рабочих мест и зон горных и перерабатываюаих предприятий топливно-энергетического комплекса и других отраслей проныаяениости;

- совершенствование способов направленного увеличения энергетической экономичности процесса обеспыливания воздуха рабочих зон на узлах транспортировки, перегрузки, хранения и переработки пы-леобразужЕшх материалов;

- разработка новых технология и технических средств повизения эффективности и энергетической экономичности процесса обеспыливания воздуха.

для реяения этих задач выполнены теоретические н экспериментальные исследования условий пылеобразования, пылевыделеиия. распространения пыли н поэтапного обеспыливания воздуха при различных технологических операциях транспортировки и переработки сыпу-

чих материалов; Физико-химических процессов взаимодействия пылевого аэрозоля к созданных для его разрушения внесши дисперсных систен или силовых полей: особенностей затрат энергии на приготовление различных по Физико-химическим свойствам дисперсных систем. предназначенных для целенаправленного воздействия на шабдой аэрозоль на этапах его улавливания, разделения дисперсной Фазы и дисперсионной среды, а также рассеивания остаточного количества частил дисперсной Фазы в воздуелой среде; условий и закономерностей перераспределения энергетических параметров пылевого аэрозоля и иааравлешшз на него внешних воздействий в процессе обеспыливания воздуха.

Основе теории энергетической опенки пропессов пылевого загрязнения и обеспыливания воздуха на предприятиях топливно-энергетического комплекса

Выбор инженерных систен обеспыливания воздуха рабочей зоны определяется особенностями процессов образования. Еиделения н распространения пылевого аэрозоля, которые обусловлены совокупностью параметров участвуюпих в этих проиессая объектов: производственно-технологического оборудования; пшеобразушего материала; воздуха рабочей зоны, расположенной в изолированном или частично изолированном производственном объеме (помещении); источника пнлевы-дедеимя; горной выработки, разреза, карьера или производственного помещения и воздуха рабочей зоны, расположенной за пределами производственного помещения на территории прохкгленной плогзаакк. Однако падежные методы оценки и выбора технологии и инженерной системы обеспшквания воздуха для совокупности перечисленных Факторов из-за сложности комплексного ик учета до последнего времени отс утствовави.

Ревение поставленной задачи потребовало проведения вироких исследований по систематизации и обобщению свойств и параметров объектов, участвуших в пнлевом загрязнении воздуха н снижении этого загрязнения, а также известных оценочных критериев, используемых для выбора технологий и средств обеспыливания воздуха.

Б результате этих исследований установлено, что в качестве основной характеристики реализации процесса обеспшшвания принята эффективность снижения пылевого загрязнения, возводящая оценить главный (санитарно-гигиенический) эффект процесса. Однако использование эффективности в качестве единственного критерия оценки и выбора инженерных систен обеспыливания в современных условиях, когда из совокупности известных технических решений можно подобрать

для конкретных производственно-технологических условия несколько различных по Физической и технологической сущности вариантов, обеспе-чиваккга одинаковый эффект обеспыливания, становится недостаточный.

Наряду с эффективность» в известных методах опенки и выбора технологий и средств обеспыливания использованы различные по Физической сушости оценочные показатели (отдельные энергетические параметры, вероятностные критерии и ряд других», которые не достаточно полно учитывают особенности и характеристики процесса обеспыливания, в каждой конкретной случае его применения требуют теоретического или эмпирического уточнения и не имеот опткниэапп-ошш границ. Такие методы в большинстве своем прнвязаны к отраслевой принадлежности источника пылевыделения и свойствам пылевого материала, что не стиает влияния субъективных Факторов на выбор систен обеспыливания, ограничивает диапазон поиска оптимальных значения их рабочих паранетров. создает трудности в комплексной автоматизация расчетов и в значительной кере ограничивает область применения этих систен.

энергетические параметру! пылевого аэрозоля и направлении* на него з процессе обеспыливания внестгих воздействия, определяющая роль которых подчеркивается в исследованиях многих авторов, положительные особенности известных оценочных критериев, эаключакгие-ся в учете вероятностного характера процесса обесшяизания. его отдеяышз энергетических характеристик. 4изкко-химических свойств пшевого аэрозоля и взаимодействуют« с ним дисперсных систем или силогаи пояей. физических свойств воздуха рабочих иест, стали базовый предметом исследования в данной работе.

На основе результатов этих исследований разработана теория энергетической опенки процесса обеспыливания производственной воздушной среды, которая включает в себя научное обобаение результатов изучения процессов пылеобразования, пылевыделения и распространения пыли, практику применения транспортиругяего, погрузочно-разгрузочного. перерабатнвашего и обеспылнваюаего оборудования на предприятиях топливно-энергетического комплекса, строительной индустрии и нагнностроення. оценку производствеино-технояогичес-кин объектов по шшевому <5актору, инженерные методы расчета снижения запыленности воздуха рабочих зон и мест.

Основой теории энергетической опенки явилось описание процесса обеспыливания воздушюй среды, осуществляемого поэтапно и состоящего из двух основных циклов: обеспыливания исходного сырья (технологического оборудования) и обеспыливания воздуха рабочей зоны, обобяенной Физической модель» последовательного воздействия енеяиини дисперсными системами или силовыми полями на пылеобразу-

кшй материал и пылевой аэрозоль для предотвращения развития процессов пияеобразования, пылевыделения и распространения пяди в воздупиой среде.

Обобвенная Физическая модель процесса обеспыливания воздунаой среды вклачает два взаимосвязанных блока, представленных Физической модель» процесса пылевого загрязнения и Физической модель» процесса обеспыливания.

физическая модель процесса пылевого загрязнения (рис. 1) представлена совокупность» последовательных стадий взаимодействия пылевого аэрозоля с другими объектами, каждый из которых вступает в это взаимодействие на определенной стадии. Пылевой аэрозоль, проходя через все стадии процесса, претерпевает качественные и количественные изменения. Особенности образования, выделения и распространения пылевого аэрозоля в изолированных (подземных выработках) . условно изолированных (карьерах, разрезах, производственных понесениях) и открытых воздушных пространствах (территориях прон-плокадок) обусловили постановку "внутренней" и "внешней* задач обеспыливания воздуха и своеобразие методических подходов к их решений.

Физическая модель процесса загрязнения положена в основу разработки физической модели процесса обеспыливания воздушной среды (рис.2). суеность которой заключается в последовательной организации целенаправленных этапов снижения концентрации пыдевнх час-тип. реализуемых на каздон этапе процесса пылевого загрязнения. Хотя первый цикл процесса обеспыливания является более рациональным и экономичным, современный уровень развития производства во многих случаях не позволяет предложить конкретные решения, связанные с изменением производственной технологии (изменение химического состава. Физической структуры, влажности и других свойств сырьевого иатернала). поэтому для снижения влияния на условия труда пылевого Фактора в настоящее время ыироко используют второй цикл процесса обеспыливания, предполагавший создание комплекса специальных инвенерно-технических систем.

Анализ характеристик взаимодействующих объектов, представленных в обобщенной Физической нодели процесса обеспыливания, позволил предложить схему последовательного преобразования пыяесодер-хащей дисперсной системы из одного вида в другой (пылеобразухеее сырье, пылевой материал и пылевой аэрозоль), на которой направленные на пыяесодержаюто ("исходную") дисперсную систему внешние воздействия обозначены "дополнительными", а образующиеся в результате этих воздействий дисперсные системы - "промежуточными" и "остаточными" (рис.3).

В соответствии с предложенной схемой трансформации дисперсных

Процесс загрязнения воздуиной среды <Рз)

Рис. 1. Физическая модель процесса загрязнения воздушной среды

Рнс.2.Физическая модель процесса обеспыливания воздушной среды 14

отмэ ионшяЕоа викеаиотгаэадо зээапойи a налэиэ xmodauoHU иипЕнаофонсад, ehsxo г 'эиа

331«« ютмлшш i mv гэгтотт __""У^ «шпкшошэ ИЙШ,'^' .i-mrora. •швмеэ MHklCUS I IMÖ T «n«o» МПОМОЭ Hinmiiii

33J5MJ галшшш i wiain кип .м-шмш ч ^ \ у \ у .»•г-тмшм. \ .г'Мйшшо. л-г-шшкпо. ^ / ti»«. У ,V\- г'мшди ИШШЯШ. VCMÏ. л »МИ4353 MlttI9t9i WMJM ,, Ï3ÎÏVKI «ÎSI31XD П1ШШ111

i X, л-г-тшшад.__> i, .сг-тмишм. ,1 — .¡¡•г-титзо. J ___W~— --------—®——- .!• .тглтякп шии« сшпТЧ ! Î -г;г-тгШ*37све*. .^¡гштшгяит. yz-ьшт. м та -гачшгаш. ÏMIVM ШК St ЮМШ ÎOt filïïVdV m miiiisn. м»ниэоэ »QllVtQVafi* WEM« I ииш шимоз «CMitOMÍ

ivt1 »ïiîïsc 1ш1г.тгл imsnrn ч -га ч -та ч ст:с ШШПУ? 1Ш1 -ш* -ш кш i :mie i'i'i i rat« 'ÏÏJSI neo ваш К1Э41Ш 1ПШМЭ I lit

ПН 11 к 6 5 v 1 и » т Í 0 1 > ш 11 V ii 111 { :иа t И® СЯШЛЛШШ ттяя» :лп i

! 1 1 V 1 « V If J 3 1 S 5 5 3 1 ! Oil ...... UÜUJJI -trni ими«« «шмиюмш

систем первый цикл процесса обеспыливания должен обеспечивать снижение концентрации пылевых частик в обьеие "исходной-1" дисперсной система в зоне источника пылеобразования и предотвратить выход оставшихся пылевых частиц в воздуезув среду в зоне источника пылевшхеления. Положительный эффект ре ал и задай первого никла может быть достигнут путем воздействия на пшеобразгшее сырье или пылевой материал "дополнительной-!. 1" системой на этапе пыяе-образоваиия и "дополнительной-1. 2" системой на этапе пшешдеде -ния. Критерием достаточности реализации только первого цикла обес-пыливания является концентрация шиш в воздухе рабочей зоны, не нрешаааасеая предельно допустимую (ПЯКрз).

Второй цикл процесса обеспыливания дс-лжен обеспечивать дополнительное снижение концентрата! частиц пыли в распространягаемся пылевом аэрозоле до ШКрз. Положительный эффект реализации второго цикла обеспыливания иохет быть достигнут целенаправленный воздействием (рис.3) на пылевой аэрозоль как "нсходную-2* дисперсную систему "дополнитедыма-2. 1* системой на этапе шиеувавдивалия (локализации и удаления пылевого аэрозоля от источника его выделения) , "доаолиитсльной-г. 2" системой па этапе пшеочистки (раз-делешш дисперсной Фазы пылевого аэрозоля и его днсп&рсионноя среды) и "дояолшгтеяьной-г. 3" системой на этапе 'рассеивания пыли (интенсивном разудапении остаточного количества частиц дисперсной Фазы пылевого аэрозоля, выводимого в окрухашэе пространство).

Результаты изучения поведения и свойств пыдевого аэрозоля как "исходной" дисперсной системы позволили распределить множество параметров (ПСаэ). характеризуианк его состояние, по группам: геометрические параметры (ГПаэ). «изико-химические параметры (ФХПаэ), аэродинамические параметры (АДПаэ) и ряд других групп. Совокупность значений множества параметров (ПСаэ) определяет энергетический потенциал Ш5> пылевого аэрозоля как дисперсной системы, который согласно обиепринятым представлениям является косвенной характеристикой устойчивости дисперсных систем. При этом под устойчивостью понимаем способность пылевого аэрозоля сохранять значения параметров (ПСаэ) и энергетических параметров (Уз) за определенный промежуток времени в условиях внесших воздействий: более устойчивый аэрозоль способен либо не изменять, либо относительно медленно изменять свои параметры, а менее устойчивый - значительно быстрее изменяет свои параметры при виешшх воздействиях на него.

в зависимости от групп параметров, характеризующих состояние пылевого аэрозоля, его энергетический запас следует описывать соответствующими энергетическими параметрами дисперсной Фазы (кинетической энергией частей VI(дф). энергией их адгезионного взаимо-

действия W2 (дф>. тепловой энергией УЗ(дФ) и другими Уп(д<Я ) и дисперсионной среды (кинетической энергией Vi(дс). энергией молекулярного взаимодействия У2(дс), тепловой энергией УЗ(дс) и другими (Wn(flc)). Результаты такого анализа позволили заключить, что отдельные энергетические параметры в совокупности определяют суи-нарный энергетический запас пылевого аэрозоля:

vs = f (( \л (д»к«г(д»).УЗ(д&).....vnu«)>,

( Wl (дс) ,иг(дс),УЗ(дс).....Vii(kc) )). (1)

Учитывая, что процессы образования, выделения, распространения и разрушения пылевого аэрозоля продолжительны во времени, пелесо-образно рассматривать энергетические параметры силепого аэрозоля и воздействухаих на него дисперсных снстен иди отдельных сил приведенными к едишшг времени и выражать их нокностья СВт).

распределение по группам и анализ параметров, определяюоих свойства пылевого аэрозоля, и его энергетических характеристик пояогено в основу выполненных исследований по систематизации теоретических представлений об энергетических особенностях айнаники образования, выделения, распространения и разрушения шшевого аэрозоля.

целенаправленное изменение параметров пылевого аэрозоля технически осуществляется инженерныня системами борьбы с промызлеи-ной пылью (СВШ1), в которых на подготовку иди обеспечение заданных свойств "дополнительных* дисперсных снстен или силовых воздействий затрачивается определенное количество энергии. Часть этой энергии с учетом потерь аккумулируется в "дополнительной" системе и вводится в процессе взаимодействия, выполняя роль "затраченной" энергии N. Энергия W, являшаяся частью энергии В и расходуемая в проаессе обеспыливания на изменение значения суммарного запаса энергии пылевого аэрозоля, принята "полезной* в реализации каждого этапа обеспыливания (пылеулавливания, пылеочистки и рассеивания пыли).

Анализ особенностей перераспределения энергетических параметров дисперсных снстен, участвующих и образуюзихся на этапах пылеулавливания, пылеочистки и рассеивания шли позволил получить для них параметрические зависимости соответственно положительной vny. Uno и Vph и затраченной Нпу, fino н йрп энергий.

Для оценки энергетической экономичности процесса обеспыливания воздуха в работе предложен, исследован и апробирован энергетический э

показатель Е, позволяший охарактеризовать степень использования

подведенной к процессу обеспыливания энергии с точки зрения сни-

17

жсния запыленности воздуха и в соответствии с его Физическим смыслом описанный Формулой:

ЕСсз» =

v *

пев

вев

пз

V * пу

по

рп

пз

(2)

пу

по

РП

где: Уисв. Упз . Мну. упо. Урп - полезно реализованная энергия соответственно в этапах связывания, улавливания, очистки и рассеивания пыли; нпсв. нпз. Нпу. нпо. Нрп - энергия, затраченная иа реализацию соответственно связывания, задержания. улавливания, очистки и рассеивания пыли.

Для определения компонент полезной энергии необходимо использовать значения эффективности отдельных этапов процесса обеспыливания воздуха, так как именно эффективность позволяет определить количество (массовое, счетное или обменное) частил дисперсной Фазы. не подвергшиея активному вяеанену. а следовательно, энергетические потери в процессе, в работе эффективность обеспыливания оценена с учетом вероятностного характера этапов реализации процесса как последовательных зависимых событий при достижении санитарно-гигиенического эффекта:

Е (сз)=1-(1-Е(псв>)»(1-Е(пз))»Е (пу)»(1-Е (по) >» í 1-Е (рп)). <3> эф эФ эф эф эф эф

н

где Е (пев), Е (пз ), Е (пу). Е (во). Е (рп) - соответственно эф-эф эф эф эф эф

Фективпостн реализации процессов пыдесвязызаяия. пылезалержания. пылеулавливания, пыдеочистки и рассеивания пыли.

Для процесса обеспыливания воздуеной среды, включашего этапы пылеулавливания, нылеочистки и рассеивания пыди, эффективность определена по Формуле:

Е (ов)= 1-Е (пу)*(1-Е (по)}»ít —Е (рп)) . (4)

эф эФ эф эф

функция энергетического показателя геометрически интерпрети-

э

руется в трехмерной систене координат (W, н. Е ) поверхностью. Плоаадь части этой поверхности, ограниченная линиями минимальной и максимальной полезной V.J1 и затраченной HJ2 энергии в конкретных технологических видах реализации процесса обеспыливания, характеризует область их энергетической емкости (запаса положительной энергии) и описана в работе обобиенным энергетическим критерием, функциональная зависимость которого получена на основе ври-

ненения нетодов математического анализа пространственной поверхности:

— , гог с-11!/ |ЕГШЛ.ГЕ1<ы.Н.Н.>2П , ^^

I I Л '-ЙЛ~]Ч-

к = ^^-. (51

Е? П®Г < ¡^ )

Обобщенный энергетический критерий представляет собой отнове-ние плоаади поверхности пространственной области значений энергетической емкости конкретной технологии организации пропесса обессиливания к площади проекции этой области на горизонтально» плоскость системы координат (УОИ). чем больний уклон имеет пространственная область, тем больяее значение приобретает обобиетшя энергетический критерия.

Этот критерий достаточно полно характеризует результат реализации процесса обеспыливания воздуха, представляя собой отношение полезной и затраченной в процессе обеспыливания энергий, которые учитывают: параметра, гарактеризуюпие свойстза частиц дисперсной Фазы (плотность материала частил, размеры частиц, краевой угол смачивания. удельную электрозаряхениостъ. влахзость. температуру.скоростные характеристики движения частил и другие!, дисперсионной среды пылевого аэрозоля (плотность газовой снеси, ее влажность, температуру,вязкость, скоростные характеристики я другие); параметры, характеризующие свойства дисперсных систен или силовых полей различной Физической природу; эффективность процесса обеспыливания воздуха; параметры, яарактеризугпие технологи» реализации пропесса обеспыливания (геометрические, аэродинамические, гидродинамические, электрические и другие).

Таким образом, обобпешшй энергетический критерий позволяет осуиестзлять укрупненную опенку энергетической экономичности одного или нескольких вариантов технологии обеспыливания воздуха, и поэтому использован в дальяейзнх разделах работы для первичного (предварительного) сравнения технологий реализации пропесса обеспыливания.

Значимость энергетического показателя для описания пропесса обеспыливания подтверждена также результатами исследований других авторов, использованиях его в теоретических н практических разработках для описания энергетических характеристик аэродинамических и гидродинамических технологий реализации процесса обеспыливания

воздушной среды (Берлин А. Л. , Клойзиер II. X. . Овчинникова Л. Ю. .Солодовников АН.. Страхова H.A. и другие).

Разработка методических и гшогранышл средств оыенки энергетической эконокичиостк и эффективности процесса обеспыливания воздуха рабочих зои

В диссертации представлен обвий алгоритм получения параметрических зависимостей энергетического показателя и примеры математического описания компонентов полезной U1 и затраченной Si энергий в Функции энергетического показателя для аэродинамического и гидродинамического методов реализации пылеулавливания. пылеочист-ки и рассеивания пыли.

В результате выполненного математического описания получека параметрические зависимости энергетического показателя с учетом эффективности как резуяьтиругжша характеристик процесса обеспыливания воздуха на основе совокупности параметров, характеризующие свойства взаимодействуюешх дисперсных систем, а так»? производственно-технологических и санитарно-гигиеккческих усяо анй. в которьи реализуется процесс. Полученные уравнения для определима энергетического показателя в совокупности с уточненными уравнениями эффективности процесса обеспыливания возкгха для наиболее часто применяемых на предприятиях топливно-энергетического комплекса технологий реализации пылеулавливания, шиеочисткн и рассеивании пыли представлены в табл. 1.

Представленные примеры доказывают возможность получения параметрических уравнений энергетического показателя практически для любой технологии реализации процесса обеспыливания в любой производственно-технологической ситуации предприятий разшгчных отраслей промышленности на основе математического описания физических механизмов реализации соответствэтсеей технологии процесса обеспыливания. параметров, хар акте риз ухсих свойства, и энергетически*: параметров взаимодействующих с пылевым аэрозолем дисперсных систем или силовых воздействий.

В результате проведенных теоретических исследований для основных применяемых на горных и перерабатьваюаих предприятиях топливно-энергетического комплекса технологий реализации отдельных этапов процесса обеспыливания воздуха рабочих в диссертации построена математическая модель энергетических особенностей процесса обеспыливания воздуха на основе уточнения уравнений эффективности и получения новых уравнений для энергетического показателя с учетом краевых условий, параметров пылевого аэрозоля и взаимодействующих с ним дисперсных систем или силовых воздейст-

Таблица 1

Лранеры функциональных зависимостей зффективкостк Ез® и анергаеикостного показателя Е .пылеулавливания, пылеочистки и рассеивания пали, организуемых различными аетадааи,

споеобаии и видаии

зги проще-р кегод, сесс05 а щ 1 ? ! с 5 а 0 « а д ь 1 « x 3 а « * с 8 * 5 с г и 1

з » 1 с к г к г а з с I ь 3 i i р г 0 i и к 0 с ! i и 1 показа!! <5 к I

1 2 3 < !

■¿•.'С- 1МШ- 9АШ ш- шлюшки, «кипах ига-кш /-¿г о/ м* "

гшз-йГа- ИЧЕС- ш, ЩВ- вощ- мк- гаш / ^ \\ ся& , ( Ок+Ю *')) со* в+10 -»< ' -и/<4алг 1 \

ГШ5- йч£с-ш. ШЕИ слоек ^ / з щ-Го**^ !

(Щ Г ^Ч/а | * <2% л / :

Ж1- шм-оч*стка1ша-(ШК- ш, .ЖИ-|ККИ 30101 к ми / /Л X * . ХгЩ л\ 1 05 Ф{ *' / ' ^ ;

цшо •------- , _ „ — - — ■' / . 1 ...... . ______ ________________________ .

о

Et

о о, а

:гвг;

о » «и Sä«; -«M

sasass

C3äS£

гг

вий. свойств производственной воздушной среды и технологических особенностей реализации производственного процесса. Алгоритм построения модели выбран таким, что позволяет по мере уточнения энергетических особенностей протекания процесса обеспыливания и получения новых знаний об их количественных оценках дополнять и совершенствовать модель.

Для обеспечения возможности численного моделирования процесса обеспыливания воздуха по энергетическому показателю с учетом эффективности снижения пылевого загрязнения автором разработан алгоритм расчета и комплекс программных средств "А0ВУ-1" для ПЭШ, в основу которых положены следуюаие принципы: ниннзшзадия затрат ручного труда при Формировании текущих и нормативао-справочных исходных данных в объеме оперативной памяти; автоматическое Формирование уравнений для эффективности и энергетического показателя на основе расчета компонентов У1 и Н1 в суммарных энергетических затратах для каждого этапа процесса обеспыливания воздуха; контролируемость этапов расчета и реализации аналктико-логических переходов; открытость алгоритма для расширения операций по Формирований и обработке расчетных зависимостей.

По результатам проведенных нами с помогаю программного комплекса *АВСУ-1" расчетов для различных этапов я механизмов реализации процесса обеспыливания воздуха построены серии графических зависимостей значений энергетического показателя от энергетические параметров, характеризуют!« полезную V и затраченную !1 энергии, для различных видов пняевого материала (пыль уг ля, керамзита, песка, шебня,Форковочной земли и графита). свойств и параметров впешшх воздействий на пылевой аэрозоль (воздунные струи, капельный аэрозоль, пена), а такхе технологии процессов пыдеудавли-вания, пылеочистки и рассеивания пыли (всасываюние, приточные, сдуво-всасываюаше струн, линейные и вихревые потоки, орсвеиие, пневногидрооротзенне, пешшя сдой, пенный аэрозоль и другие). Примеры графических зависимостей, построенных для некоторых из представленных в табл.1 технологий реализации процесса обеспыливания воздуха приведены на рис. ч- и 5.

Обобщение и анализ полученных результатов численного моделирования процесса обеспыливания воздуха по энергетическому показателю и эффективности для технологий, традиционно применяемых на участках транспортировки, перегрузки, хранения и переработки твердых сыпучих пылеобраэупашх материалов предприятий топливно-энергетического комплекса, строительной индустрии и маниностроения подтвердили известный вывод о тон, что нецелесообразно ставить вопрос об оптимальной технологии обеспыливания воздуха и соответствующих технологических параметрах без учета следущах основных

гз

Область значений энергоемкостного показателя гидродинамического пылеулавливания различных видов пыли Пшль угля марки Д. керамзитовая пыль) орошением (иода)

1-низконапорное оровекие; 2-высоконапорное орошение; 3-пневмо-гидрооровение

Рис. 4.

Область значений энергоемкоетког.о показателя гидродинамической пылеочистии пеной (пиль угля марки Л, концентрация раствора 0,1'/, спутное двизение взаимодействующих систем)

Ы,Вт Е = 100* 10К 1Ü

10,0

1,0

0,1

0,02

y О, IX

Л/* ¡^ f Q¡ „о/ I /f í^J y yo,Oí'/,

ю 100 1000 2000

1-пенным слоем; 2-пенннм а?розолем

2'¡

Рис. 5.

Факторов:

- анлеобразтгкх свойств сырья и особенностей производственно -технологического оборудования;

- свойств дисперсной Фазы и дисперсионной среды пылевого аэрозоля;

- свойств дисперсных систем или силовых полей, используемых для целенаправленного воздействия на пылевой аэрозоль;

- требуемой из условий обеспечения ПДК пыли эффективности процесса обеспыливания воздуха.

экспериментальная проверка теоретического описания энергетических характеристик и эффективности процесса обеспыливания воздуха

Для оценки степени достоверности и возможности практического использования основных теоретических результатов, подучеипых в работе. нами проведепа серия экспериментальных исследований в лабораторных условиях, экспериментальные исследования резуяьтнруггзжя параметров процесса обеспыливания воздуха проведет-! на разработанном и смонтированной в научно-исследовательской лаборатории охраны труда и окружажэей среды Ростовского государственного строительного университета. Основными конструктивными эденеатаин экспериментального стенда являются: камеры пылеулавливания. пнле-очистки и рассеивания пыли с размеренными в них источника»»! хшяе-образования и пыдевыделення. насосы высокого (ВЯ-зчо) и низкого (НЯ-40) давления, резервный насос (НЭ-10Е), воздушшй компрессор (0168). питательный бак. отстойник пульпы, дозатор шин с электроприводом. оросительное устройство, пеногенерируюяая установка. Фазовая смеситель (газ-жидкость), вентиляторы высокого давления (БР12-гб Н4), разьениые соединегшя, соединительные воздуховоды, трубопроводы и запорно-регулируюзгая арматура. К вспомогательному оборудованию стенда отнесены устройства и конструкции, позволяющие организовать заданную технологию реализации процесса обеспыливания воздуха, а также контрольно-измерительные приборы, позволяющие проводить измерения параметров, характеризует« свойства пыяевого аэрозоля и направленных на него воздействий, технологических, энергетических и санитарно-гигиенических параметров системы обеспыливания воздуха.

Прн проведении экспериментов измеряли параметры свойств и энергетические параметры взаимодействуюзмн дисперсиях систем или силовых воздействий (пылевого аэрозоля, воздушных потоков.жидкостных потоков, вневнего электрического поля и других) в активных зонах обеспыливания и в локальный областях, инитируюяих рабочие

зоны. Экспериментальные исследования кахдого этапа процесса обеспыливания (пылеулавливания, пылеочистки, и рассеивания пыян) проводили по обшей методике, предполагающей: пошаговое варьирование исходных параметров пылевого аэрозоля и направленных на него внесших воздействий, а также технологических параметров систекк обеспыливания в диапазонах их изменения; измерение в каждом опзате эффективности обеспыливания и энергетических характеристик процесса (полезной и затраченной энергий) как резудьтирушнх параметров взаимодействия пылевого аэрозоля и направленная на него дисперсных систем или силовых воздействий. Объем проведенных экспериментальных исследований соответствует описанным в теоретических разработках технологиям реализации каждого этапа процесса обеспыливания из условия обеспечения доверительной вероятности р=0, 95.

Обработка экспериментальных данных я определение сходимости результатов экспериментальных и теоретических исследований проведены с поиоиье П-теоремы, относящейся к основный методам применения теории подобия к научно обоснованному анализу и обобиенк» опытных данных. Применение теории подобия на этапе экспериментальной проверки полученных в работе теоретических результатов позволило кроне статистической обработки экспериментальных данных определить также эмпирические функононадыше связи нехау результирующими характеристиками процесса обеспыливания, основными параметрами дисперсных систем и технологии организации процесса с учетом их многообразия и Физических особенностей механизмов взаимодействия. В табл. 2 представлены примеры получении;? эмпирических критериальных зависимостей эффективности н энергетических затрат для основных технологий реализации пылеулавливания, пылеочистки и рассеивания пыли.

Сопоставление результатов теоретических разработок и экспериментальных исследования проведено графическим способом с учетом погрешности проведенных измерений: максимальная погрешность измерений концентрации пыли в воздухе используемыми приборами составила 1 1 ЗУ- при доверительной вероятности р=0. 95; максимальная погрешность измерений затраченной энергии используемыми приборами составила ♦ ю при доверительной вероятности р=0,95. на рис. б представлен пример графического сопоставления результатов экспериментальных исследований с теоретическими при обозначениями пределах погрешности измерений.

Анализ результатов сопоставления показал, что с учетом погрешности измерений, теоретические полохения в пределах значений максимальной погрешности и заданной доверительной вероятности согласуются с данными экспериментальных исследований эффективности

Таблица 2

Эмпирические э.чвисиносги эффективности и эмургятичиских ^ат^н для различных способов обеспыливания воздуинчй 1 риди

Пето Д | способ < ЯИ д реалязашен Эффективность ¡¡л /- I Затраченная энергия

ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ

Гндраджм««яческяй НИЭКОНвПОРИМЯ орекгннан

Гидродинамический пневкогидрсорсзие-икея

ПЫЛЕО ЧИСТКА

Гадрадяаайвческяя кязканапормкк арегпезюеп > епчтно

Гядродвяакпчвсквй пноЕисягядроороая-нивя, спутяо

Гмдродниагтячетекнй кисетомапориып орсигяиям < ястр<»ч-ио 4,б-/о>&>'*3

Гядродянаяячесэспй пнез ногмдраораие-ниек, встречно з,о./5*г'*

Гмлродпиаяячвсзскй леикии слоен

Р А С С Е н а А II И К ПЫЛИ

Аэрод*я*няческ*й лкнвккыНк тютеж л -ИИ

где:безразмерный комплекс, характеризующий динамично-

¡/.р -я

кое давление жидкости в процессе; —-- безразмерный тшп-

* 'в

леке, характеризующий динамическое давление газа о прицргси;

Г= - критерий устойчивости дисперсной системн; ЛЗз

число Рейнлльдса; Ря - числи Фруда; - число ВеПпрл; - ш-р-внй критерий пенообразованин (число Дъяконова

Зависимость эффективности и затраченной энергии пылеулавливания низконапорным оровением от давления оровающнй жидкости (вода) и использовании пили угля марки Л

I - кривые, рассчитанные пи уравнениям математической мчдчян; ?. - кривич, рассчитанные по критериальным уравнениям

Рис. 6.

и энергетических характеристик процесса обеспыливания воздуха.

Разработка методических и програинных средств выбора и Формирования системы обеспыливания воздуха для предприятий топливно- энергетического комплекса

Методика выбора и Формирования систем обеспыливания воэлуха должна основываться на строгой классификации технологий реализация процесса обеспыливания, учитываюаея физические особенности целенаправленных внеаних воздействий на пылевой аэрозоль. Однако до настоянего времени нет однозначности в подходах к систематизации технологий и средств обеспыливания воздуха, отсутствует обкее ннеике и по классификационным признакам, ка которых должны базироваться иерархические структуры систем обеспыливания.

Поэтому в диссертации разработке научно-методических основ Формирования высокоэффективных и экономичных ингенершх систем обеспыливания воздуха рабочих зон на основе установленных теоретических положен«! предшествовали выбор классификационных признаков и пос-плоение классификационной схекы технологии я техники обеспыливания. Основой предложенной схемы (рис. 7) является система обеспечения нормативных параметров воздуппой среды (сошгоо. которая структурно включает следусгие ¡пгаеяерпыг? системы:

- системы борьбы с загрязнягжяни венества}?и (СБЗВ), УБРавд5Жзи& параметрами пылевого аэрозоля;

- системы обеспечения нормативных параметров микроклимата (СОНПШ. управл5пкзие параметрами воздуха рабочих мест и зон;

- системы вспомогательной загагш (СВЗ). вхлэчаюгие кожухи н укрытия разичных типов и позволяюаие предыдти двум системам осуиес-твлять эффективное управление соответствушини параметрами.

В структуру скзв входит система борьбы с пронызденноя пыль» (СБПП!. целенаправленно изменяшая параметры и свойства пылевого аэрозоля. В общем случае СЕПП может быть реализована пять» функциональными элементами:

- пылесвязыванием (ПСВ). обеснечиваюзим снижение вероятности образования пылевых частиц при разработке, переработке, транспортировании. перегрузке и хранении пыдеобразугвего сырья;

- пылезадерханиен (ПЗ), обеспечивающим снижение вероятности выделения (взметывания) пылевых частиц и образования пылевого аэрозоля;

- пылеулавливанием (ПУ), обеспечивающим снижение вероятности распространения образовашяегося пылевого аэрозоля в воздухе рабочей зоны, расположенной в замкнутом или частично замкнутом объеме горной выработки, разреза, карьера или производственного здания;

¡ЯСТВ» ШСПЧШ) ДОМГИШ ШАШШ ШИШ СМИ- \£ О I В В С)}

И

[СИСТЕМ ЕО?кЯ С ШИШЩЯ ВШСТ1АЯНС С 3 I)

СОНМ)

иска еоти с пеший» пли

(СЕН)

СКТШ 50РШ С ГАЗОВДШШга 1С I Г 1)

скстш »симгмтш паи ■ (с > л

»91КЦКС1«Й1«И1 1

-,ггТ~,--Г" 7..Т

л (

1ШГМО-

СИЗШШ

Ш ¡ЗШ.

Т1ЛО-ШЕ

ешгга-

ШШМШ

-| шгщшст» [-[ »цглгмзнссрцт

(гшатшмщи!

»»ошмгши

зшгкжшга

шмтшш

¡ШИ1АШ1СШ

т£3

-ТЕГ-

■{гцмшмцсот] зштмгшш

пшдогосш

игшзнв шши имя

|шцщзд «спи ит«»)—

■ томит лнпгл иги»[. )иппспа |шни ниоа

ИОИВ1 ИИОСтЦ-л

—[ ЩИПНИ 1Ш I I

А5К>Ю1№Маи}-

Лгикшмгнсп1|

|МШИИАГИТШ

[ГВОДИШСПЯ ^

Рис. 7. Коиплексная система обеспечения нормативных параиетров воздуха рабочей зоны (классификационная схема!

- пылеочисткой (ПО), обеспечивагжгей увеличение вероятности выделения пылевых частиц из уловленного пылевого аэрозоля, их сбор и утилизацию;

- рассеиваниен пыли (РП>, обеспечиваюяин снижение вероятности распространения оставшегося после очистки пылевого аэрозоля в воздух рабочей зоны, расположенной за пределами горной выработки, разреза, карьера или производственного здания (покепеяия) на территории промышленной плоаадки.

Аналогично СБШ1 в обаеп классификационной схене СОНПВС представлена структура системы обеспечения нормативных параметров микроклимата (СОНПН), которая функционально связана с СБПП и предусматривает реализацию: системы обеспечения нормативной подвижности воздуха (СОНПВ), системы обеспечения нормативной температуры воздуха (СОНТВ).систем обеспечения нормативной влажности воздуха (СО!ШВ), системы обеспечения нормативного давления воздуха (СОНДВ) и системы вспомогательной заняты (СВЗ).

Предложенная классификационная схема учитывает тот Факт, что на практике различные по Функциональному назначен!» системы могут быть реализованы комплексным ннжеперкнм реаением. то есть ССНПЕС.

на основе решения поставленных задач в диссертации разработаны методические основа и программные средства для Формирования высокоэффективных и энергетически экономичных инженерных систем обеспыливания воздуха рабочих зон предприятий топливно-энергетического комплекса, строительной индустрии и мазнностроения, включаггпге следушие основные этапы:

1. Формирование информационного блока нормативно-справочных параметров для объектов, участвтюакх в нропессе обеспыливания: производственно-технологического оборудования. пшеобразуюяего материала. внутреннего источника пылевыделения. шыевого аэрозоля, горной выработки (карьера, разреза, производственного здания и т. п. ). воздуха рабочей зоны, внезнего источника пылепыделения. территории промышленной плоаадки и других.

2. Сбор инФормашш о реально возможных в условиях конкретного производства параметрах и Формирование на их основе комбинаций методов. способ и технологических видов реализации пропесса обеспыливания.

3. Сопоставление возможностей подобранных комбинаций с технологическими параметрами производственного процесса и носматйвжии требованиями к воздуху рабочих мест и зон горной выработки, карьера. разреза, производственного поиеиения и промышленной плоаадки (влажность, скорость движения, температура, условия взривопожаро-безопасности и другие), отбор комбинация, позволязоеих обеспечить требуемые условия.

4. Расчет эффективности для оставаиася комбинаций методов, способов и технологических видов организации процесса обеспыливания по предложенному математическому описанию и отбор обеспечивахешх соблюдение ПДК пыли в воздухе рабочих нест и зон. При невозможности такого соблюдения - отбор по максимально возможным значениям эффективности и расчет требуемой эффективности обеспыливания.

5. Формирование набора Функциональных элементов в свпп на основе отобранных комбинаций и расчет для них энергоемкостного показателя обеспыливания по предложенному математическому описали».

6. Выбор для каждого Функционального элемента СБПП оптимальной комбинации по максимальному значению энергоемкостного показателя. Если для нескольких комбинаций значения энергоемкостного показателя окажутся равными - выбор по минимальному из соответствующих значений удельной затраченной энергии.

7. Определение оптимальных режимных параметров СБПП. соответст-влзешг максимальным значениям энергоемкостного показателя каждого Функционального элемента (обратная задача), подбор технических средств из числа известных и определение возможности конструктивного совмеиеиия этих элементов в одной устройстве (аппарате).

Если известные средства не позволяют обеспечить рассчетную эффективность,необходима разработка новых инженерных реаений. Известные рекомендации по повьаекно эффективности средств обеспыливания, как правило, привязаны к конкретным производственно-технологическим условиям и при их изменения требуют серьезных доработок. На основе результатов проведенных исследований (анализа энергетических и результирующих параметров процесса) автором разработаны принципы соверзенстэования процесса обеспыливания.

методика нормирования высокоэффективных и энергетически экономичных инженерных систем обеспыливания построена на аиалитико-логических схенах. включающих большой объем оперативной и нормативно-справочной информации, громоздкие параметрические зависимости и множество краевых условия, и реализована в разработанной автоматизированной систене "ЛИВУ-2" расчета и оптимизации процесса и выбора технических средств его реализации "лГФУ-г". Автоматизированная система состоит из автономных программ и связьюагеей их оболочки, что создает возможности для:

- принятия к рассмотрению набора методов, способов и технологических видов реализации пылеулавливания, вьшеочистки и рассеивания пши в СБПП для задаваемых производственно-технологических условий;

- обеспечения поиска их рационального сочетания по ряду критериев (взрывопожаробезопасность. непереувлажнение сырья, воздуха и другие) ;

- оптимизации этого сочетания по эффективности и эиергетическону показателю;

- дальнейшего развития и модификации самой системы.

Автоматизированная система "дшу-н". структура которой основана на научных результатах работы использована для расчетов и оптимизации эффективности я энергетического показателя процесса обеспыливания воздуха при оценке эксплуатационных показателей действующих, проектируемых и реконструируемых систем обеспыливания воздуха для предприятий различных отраслей промышленности и при численном моделировании энергетических параметров процесса обеспылившим в научно-исследовательской работе, основные характеристики объектов, выбранных для практической апробации результатов исследований, представлены в табл. з.

В больпинстве случаев использования предложенного метода для практической реализации полученных расчетом оптимальных нз условий обеспечения ПДК пыли и максимального значения энергетического показателя технологических параметров систем обеспыливания невозможно было подобрать известные технические средства, эксплуатационные характеристики которых не соответствовали требуемым по расчету.

Для обеспечения возможности технической реализации получаеныз расчетом параметров процесса обеспыливания в работе предложены направления совершенствования процесса путем управления его эффективность» и энергетической экономичностью.

Направленное изменение рабочих парзяетроа систем обеспыливания воздуха рабочих зон с полью повызения их эффективности и энергетической экономичности

На основе анализа результатов теоретических исследований модно сделать вывод о том. что управление эффективностью и энергетической экономичность» процесса обеспыливания должно базироваться на увеличении полезной и уменьшении затраченной энергии в процессе путем целенаправленного изменения энергетических параметров взаимодействующих с пылевым аэрозолем дисперсных систем или сидо-пыя воздействий.

Основы такого управления для пылеулавливания, шиеочистки и рассеивания пыли как основных этапов реализации процесса обеспыливания разработаны на основе выделения по предложенной классификационной схеме методов и способов создания дисперсных систем или силовых воздействий на пылевой аэрозоль, состояние которых будет определяться заданными параметрами нз множества (ПС). Основные принципы управления эффективность» и экономичностью пыл е уд аил ив а -

Таблица 3

Примеры разработанных принципов совершенствования процесса обеспыливания воздувной среды

Параметр процесса Направление язпемения параметра Прншхнои текнвчнекога содеригистгагшм процесса

1 2 3

АЭРОДИЯАГ®1ЧЕСКОЕ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЕ ВИХРЕВОМ ПОТОКДГЫ

Лянеювя кошюнеитй ве£»тш<аль-во» скоро-ста ВСаСЫ-ВаНЯЯ С VB ) увеличить 1 .!1сшш.эоаать побудите;/!», теги с пови-ueiœsBi« аэрояхваякческшш характерио-тккаша- 2-Создать дололюттвлышй корвдор разре-se-лы вемдч вс^аш^юя сечгшсеи к тияшсоя по ходу ее двяжагивя С *}.

Поденная сала (Ра) двелкчять 1 .Создать ъжхревст ядро в центр« всасы- saattaro со-гсжа <*>-2>9№ts>itsm> иассу шазих частей, ве иведячввйя пх джсгдарсяастъ-З.яктигмрйвать всасыазт^й поток иагн»-тшнан < * ) *

ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ИШЕОЧИСТКА KH3H0<IAÎI0PKUÎ1 ОРОЕ£ШЕИ

Пасса кая- ЛК (в ) к увеличить 1 •Использовать юдаосп. с еольком плотность» в к<з**естае ядра канале < * ) • З-Нсподьэозать терло*? тело в ыачгствг ВАра капл».

Скорое тг, каллы < V ) к уве/кчать 1-Создать KDptuop разрехеш» перед дался no хода ее двавеяяи- 2-S>e^K4im. кассд капля ара невзиешюа ее а давленяя орскаагааей шл- КОСТИ < * ».

Число капель (п' ) I столкнув -13ЖССЯ с тшниаш увеличить. 1. ïaejsram. степеп. эалаалгки факела npO№usa капаака (»)• 2-Увел«чкть всроаттзостъ пересечения траеастаркк двиямгаа капель и пшшш < *} . 3 - Ввелячять вревя контакта оылаккя с капле» я процессе кх дввшгная < *> -

0£>т»ен активно» зоны факеле ароиешга < Уа«> увелвчкть 1 -Изнпшть коыфегурацкю факела прх но-взиееноп даалевки оршггзден вндкост» « «) . 2-Увеличить плозадь сечеиня факела за счет такгсшиалыюя состаилкииин скорости капли < *)-

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ РАССЕИВАНИЕ СЫПИ ЛШШ1 НЬ&И ПОТОКАШ

Диаметр пылевых частейС Dn) увеличить 1 .Органягсяать нвтеисхви^в каагулвшш 1ШЛОВЫ1 часткц непосредственно пс?рс?д *х виходин в атмосферу-

Разперы цмркуляив- DitKDH ооиы fa ,b .ii ) U U « уненыдеть 1.Направить вкеиимс воздушные потоки в царгсчляцаошзда зону ( ►} . 2 .Исполъзав&ть капли гадкоств в цмрку-дтигонмок заме* в качестве ядер коагу-двикл < »> •

Размеры зоны гра-Евтац.висов а (а ,Ь ,h ) г г г упеяьыить 1-Оргаиыаооать расслоение факела выброса по пылеаия «ракцмяя и направить нанвалге пе/исые «ргхцея к шалесборнн-ку <«}- 2-Направить «шел выброса к пылесбор-нгасу ( *).

Примечание к табл. 3 : («) - разработки, заношенные авторскими

свидетельствами или патентами.

ния. пылеочисгки и рассеивания лили построек« в работе на целенаправленной изменении (задании) этих параметров. Предложенные и апробированные автором в лабораторных м проншшешшх условиях предприятий топливно-энергетического комплекса, строительной индустрии и насмностроенкя принципы соверяенстпования процесса обеспыливания представлены в табя. 4.

При решении практических задач реализации принципов совершенствования процесса обеспыливания воздуха в различных производственно -технологически х условиях (табя. 3) разработаны новые инженерные решения для обеспечения требуемой по расчетам эффективности процесса обеспшиванкя (96,0-99, в*) при повьиенни его энергетической экономичности с 2-5* для известных технических средств обеспыливания до 7-12'/. при использовании разработанных новых устройств.

Примерами практической реализации выделенных принципов совершенствования пылеулавливания являются разработанные устройства серии "ОТПУ и способы (а. с. КН 1375635,1434128, 14460ТТ. 1502647 и другие, всего - 10 изобретений).

Примерами практической реализации выделенных принципов совер-аенствования пылеочистки явлзатся разработашше устройства серии ■ОТПО" и способа (а. с. йн 1460334. 1507427, 151э541. 1526830 и другие. всего - 1б изобретений).

Примерами практической реализации выделенных принципов совершенствования рассеивания шии являются разработанные устройства серии "ОТРП" и способы (а.с. ЯН 1687313.1672142.1729631, 1665192 и другие, всего - 11 изобретений).

Разработана такхе серия комплексных технических устройств серии "ОТУО". реализующих несколько функциональных элементов СБПП, а также вспомогательных устройств, обеспечивавших экономичную и эффективную работу СБПП (а. с. НЯ 1355723,1530033. 1606715. 1615391 и другие, всего - 14 изобретений).

Сопоставление результатов лабораторной и проншлеиной апробации новых технических решений с требуемыми по расчету для каждого конкретного случая технологическими параметрами оптимальных систем обеспыливания позволили автору дополнить п. 7 методики Формирования этих систем разработанными принципами совершенствования процесса для тех случаев, когда невозмогво обеспечить полученные расчетом параметры процесса известными техническими средствами.

Рассчитанные по разработанному методу опенки, выбора и Формирования технологии и сконструированные для их реализации инженерные системы обеспыливания воздуха обеспечили требуенув эффективность обеспыливания воздуха из условия снижения величины пылевого загрязнения до ПДКрз с максимальной энергетической экономичностью

таблица 4

Характеристики объектов, выбранных для практической реализации результатов исследований

[ Сфера применения Ов-ъект внедрения Источник пылевидолешзя Вкд | пиля |

ПРОЕКТИРОВАНИЙ < горнодобыв аы -«*ая npojD&i/iea-яость » топ-дквно-энерге-паческам комплекс) Береэодсжаи ГРЭС-1 К отель нал luxni "Вшит" Котсльжвя шахты " Октябрь екая-Вен ав" Котвлыия аашм ЗЕБИ Эаергво-Грязвв-bckdtd ираггдала лопастмон пхгга -т&ль тракта топ-лквоподачв дызовая трчба Лыковая труба дивоваа груйв угольная зола эода зола

iстроительная индустрия) Ростовсхва ЕБ32 Ы352 Ростовские ЕБМ Н352 Ростовсикы СБИ «352 конвейер в бето-нонемалкв БС9 иеталлизатор в сварочные посты надыгавелышя граиспортер склада чэбны пиль иа-нента в иэгбив скарочгаш аэрозоль « таиь песка ПЫЛЬ ЙУоВЯ

( лятеяпое производства > namracTpoareiSb lui завод Г'Кавсвска плавильные ПЙЧВ окалине

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПРЕДГО>И54ТШ (горная про-вшиешость Ï П/о "Стдироаальие-руд" г.Пятигорска узел пгретрчзки ■Фзяархш крожа прапор« ав ПЫЛЬ'

( строггельиая ыадустрыя1 Асфальтобсгсттдо 9ОДОД Орловской ДШ5К-5 элпод Орловской дпге<-5 ^ ¿¡оеостравтельшказ коабаваг "Главка»-пкшсарортстрой" Конбяяат стршггел-виг вадвлшаг г.Вят»-горска от веятель тоаха реактора оеснслеаиа уэсл перегрузив оогачхх еатериа-доэ тр^кт подачи гранулированного эаиолнктеля шаль аескв] в щ&Спя | сакл, пиль! песка в ( ■юбыа I идш | керанакт [

(ли-тейиое ПРОИЗВОДСТВО ) Цех крупного дхтьд п/о "Орвлхвятека-пш>паи" Цех ПРЛКОГО /мть и п/о "Орелхиптекс-ткльяаи" Цех нелкого автъя п/о "Орелхвитекс-ткльиаи" дробевгтяая капера конвейер вибрационной решетки коиаевер транспортировки горело» формовочной снеся веталли-ческаа скашяа • горела» формовочная олесь то ее петаддв-ческая окалгзна > горелая ♦оряовоч-ваа свесь

НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Карагандкясзсвн г ос. унивррсмте-т различные различные

ЧЧЕБНШ ПРОЦЕСС Ростовекав roc-акадеквя строитель-ст»а Квеаское nucatse военное сшвенеряое аеаацкокиси зчалше различные различные различные разлвчаш

из нескольких принятых в каждом случае к расчетам вариантов. Кроне того, разработанные новые способы и средства обеспыливания воздуха иллюстрируют возможности предложенного теоретического полхода в плане развития технологии и техники снижения пылевого загрязнения производственной воэдувной среды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе осуществлено теоретическое обозение и решена крупная народнохозяйственная научная проблема комплексной оненки, выбора и формирования высокоэффективных и экономичных инженерши систем обеспыливания воздуха рабочих зон, яадягжмхся одним из основных направлений обеспечения безопасности труда на добывагеих и перерабатгдваюлих предприятиях топливно-энергетического комплекса, строительной индустрии и машиностроения за счет снижения концентрация пыли в воздухе рабочей зоны до предельно допустимых значений.

Основные научные и практические результата работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что реаение проблемы борьбы с пыльв на участках транспортировки, перегрузки, хранения, и переработки пяаеобразую-ших сыпучих материалов следует осуяествлять па основе дифференцированного выбора комплекса эффективных способов н средств обеспыливания воздуха с учетом затрат энергии на их реалнзашз) и расхода этой энергии непосредственно на захват, связывание и удаление пылевых частиц из воздуха рабочей зоны.

2. Доказана целесообразность дополнения опенки эффективности процесса обеспыливания воздуха рабочей зоны значениями энергетических параметров вневннх дисперсных систем или силовых полей, воздействующих яа частицы дисперсной Фазы пылеобразуизего материала или пылевого аэрозоля для предотврадения развития процессов образования, выделения и распространения этих частиц в поздукной среде промыаяенных предприятий.

3. Предложено приненягаиеся и проектируемые инженерные системы обеспыливания воздуха оценивать обобвенным энергетическим критерием, учитывающим эффективность различных технологий реализации процесса обеспыливания и их энергонасыненность.

4. Установлен новый критерий - энергетический показатель способов и средств обеспыливания воздуха, определяемый как отноиение полезной (затраченной на захват, связывание и удаление пылевых частиц из воздуха рабочей зоны) и подведенной к процессу энергия. В полученных для энергетического показателя математических зависимостях учтены:

- эффективность процесса обеспыливания воздуха, определяемая через параметры, которые характеризуют изменение конпентрапш дисперсной Фазы пылевого аэрозоля в активной зоне обеспыливания:

- параметры, характеризующие технологи» реализации процесса обеспыливания: геометрические, аэродинамические, гидродинамические, электрические и ряд других характеристик:

- параметры, характеризэтоеше свойства дисперсной Фазы и дисперсионной среды пылевого аэрозоля (плотность, дисперсность, температура, влажность, вязкость, скоростные характеристики и ряд других параметров).

Ъ. Предложена научно обоснованная классификация системы обеспыливания производственной воздуешой среды по физическим особенностям направленных на пшевой аэрозоль внеших воздействий в обпей структуре мероприятий по обеспечению безопасного ведения горных работ и других горцо-технических и производственных процессов.

6. Предложена, обоснована и программно реализована методология оценки, выбора и формирования инженерных систем обеспыливания воздуха рабочих зон предприятий топливно-энергетического комплекса, строительной индустрии и нагдшостроекия по требуемой из условий обеспечения Ш5К пыли эффективности процесса и значению его энергетического показателя, равному максимальному из всех возможных его значений для выбранных к рассмотрению технологий обеспыливания.

7. Обоснованы направления совершенствования различных технологий реализации процесса обеспыливания воздуха за счет повышения их эффективности и энергетической экономичности путем целенаправленного изменения параметров воздействующих на пылевой аэрозоль дисперсных систем или силовых полей.

6. Разработаны научно обоснованные высокоэффективные- и экономичные способы и средства пылеулавливания, пылеочистки и рассеивания пыли (всего более 60 способов и устройств, из числа которых запатентовало 51 и внедрено Z1), обеспечивающие ПЖ пыли в воздухе рабочих зон предприятий топливно-энергетического конплекса. строительной индустрии и малиностроения.увеличивающие степень безопас кости и комфортности условия труда и производительность труда рабочих.

Содержание диссертации опубликовано в 105 работах. Основные из них следуюдае:

I. Журавлев В. п. . Беспалов в. н., Васильевский с. в. и др. онеикг способов борьбы с пылью на основе энергетических характеристга незФазиого взаимодействия / Межведомственный сб. научи, тр. "иссле-

дованне и разработка способов и средств борьбы с дисперсными система ми. загрязнявшими окрухаюэу» среду". - Караганда:Нэд-во КарГУ, 198Т. - С. 46-52.

2. Журавлев В. П. . Беспалов в. И. Выбор способов и проектирование систем борьбы с пыяью на источника« пылеобразования пронызденных предприятиях / Известия вузов, строительство и архитектура.- 1988, К 10.- С. 73-82.

3. Беспалов В. и. Методика выбора высокоэффективного и экономичного способа гндрообеспылнвания / Отрасл. сб. науч. -техн. документации. - Ростов н/Д: йзд-во СевкавШПйагропрон, 1988. - С. 18-19.

4. Беспалов В. й. Метод оценки экономичности процесса гидрообеспыливания / Отрасл. сб. науч. -техн. документации. - Ростов а/Д: йзд-во СевкарНИПйагропрои, 1988.- с.16-17

5. Журавлев в. п.. Беспалой в. н. Системный подход к реке ни» проблемы обеспыливания воздуха в промышленности / Тез. докл. регион. Екояы-сенннара "Обеспыливание воздуха и технологического оборудования в пронюпенности" (г.Ростов н/Д. 1989).- Ростов н/Д: йзд-во НТО "Стройнядустрня". 1989.- с. 8-14.

6. Беспалов В. И. . Берлин Л. Л. К расчету знергоенкостного показателя процесса обеспыливания воздуха пеной / Тез. докл. регион, ахо-лы-семинара "Обеспыливание воздуха и технологического оборудования в промышленности" (г.Ростов н/Д, 1989). - Ростов н/Д: Нэд-во НТО "Стройкндустркя". 1969. - С. 56.

7. Беспалов в. й., Васильевский С. В., Василенко В. П. Борьба с пшыэ дробеметной камеры / Литейное производство. - 1989. Н 1. - С. 19-20.

в. Беспалов В. И. , Василенко В. П. Обеспыливание тракта транспортировки отработанной Формовочной смеси / Литейное производство. -1989. - Н 12. - С. 20-21.

9. Журавлев В. П. . Беспалов В. И.. Клойзнер в. X. системный подход к решению проблемы обеспыливания воздуха в строительной индустрии / Тез. докл. всес. нахчн. -техн. конф. "фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении. Охрана округлю-щей среды" (г.Белгород, 1989).- Белгород: изд-во БТИСН, 1989. -Ч. 8. -С. 36-37.

10. Журавлев В. П. . Беспалов В. И. Моделирование и проектирование систем борьбы с промышленной пылью / немзуз. сб. "Обеспыливание при проектировании, строительстве и реконструкции промышленных предприятий". - Ростов н/Д: Нэд-во РИСИ. 1989.- С. 0-13. П. Беспалов в. й. Совераенствование систем борьбы с промышленной пылью / Тез. докл. зон. семинара "Реконструкция вентиляции, аспирации пневмотранспорта промышленных пехов с пель» повыаения эффективности охраны окрухаизей среды" (г.Пенза. 1989).- Пенза: Изд-во ГЮНТП. 1939. - С. 3-4.

12. Беспалов В. И. . Клойэнер В. X. Методика выбора и перспектив совершенствования технических средств рассеивания пыли с атиос^е ре / тез. докл. зон. семинара "Социально-экономические проблемы эко логии" (г.пенза. 1990).- Пенза: Изд-во пднтп, 1990.- с. 94-96.

13. гуравлев В. П. . Беспалов В. И. Физико-энергетический подход описанию процессов обеспыливания технологического сырья и воздуи ной среды / Тез. докл. всес. иауч. -техн. коиФ. "Обеспыливание воз духа и технологического оборудования в промышленности" (г. Росто н/Д, 1991 г.). - Ростов н/Д: Изд-во РоЦНТИиИ,1991. - С. 24-31.

14. Куравлев В. П.. Беспалов В. и. . Шаук Н. Г. Реализация пропессо обеспыливания технологического сырья и воздуеной среды с помоги, Физико-энергетического подхода / Горный вестник. - 1994, Н 1. - С 50-44.

15. Саранчук В. И.. ауравлев В. П. .Беспалов В. В. и др. Системы борьб с пылью на проныаленных предприятиях. - Киев: Наукова дунка. 1994. 184 с.

16. Беспалов В. И. Физико-энергетическая концепция описания про цессов и системный подход к выбору высокоэффективных и экономия вых шненерных комплексов заашты воздуоной среды от выбросов за грязняяких вегеств / Известия Северо-Кавказского научного центр высшей школы. Естественные науки. -1994. Н 3. - С. 21-30.

17. гуравлев в. п., Беспалов в. к.. Страхова h.a. Разработка и Форш ровакие комплексных систем заииты воздушного бассейна территори комплексной застройки / Тез. докл. неждунар. науч. -техн. коиФ. "Ресур со- и энергосберегающие технологии строительных материалов, нзде лий и конструкций (г. Белгород.1994).- Белгород:Изд-во БТНСН.1994 - С. 130.

16. Журавлев В. П. .буянов а. д..Беспалов В. И.. Соколова Г.Н. Аяьбо технических реаений (пылеулавливание, пыдеочистка.рассеивание пи ли). - Украина-Россия. - Алчевск: Изд-во "Копия*. 1995.- 139 с. 19. Беспалов В. и. Очистка воздуха от примесей / В кн. : Охрана ок рухагеей среды в строительстве. - Н. :Изд-во Ассоциации строитель ных вузов. 1995.- С. 91-117.

Основные условные обозначения:

Q -расход; Н -давление; Р -сила; F -плопадь; v -объем; Т - время m -масса; V-скорость; l. J, К. I. m. п. t - количество рассматриваема в задачах объектов, процессов, явлений и параметров; х, г, 1. l,d.b R.D - линейные размеры; А1.В1 - константы взаимодействия дисперс них систем; О -краевой угол смачивания;&-коэффициент поверхност ного натяхения; ч-электрический заряд; ЕэФ -эффективность обеспь э

ливания; Е -энергетический показатель обеспыливания.