автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Совершенствование процесса гидрообеспыливания воздуха рабочих зон ленточных конвейеров на предприятиях стройиндустрии

На правах рукописи

ЕВТУШЕНКО ИВАН ИВАНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРООБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧИХ ЗОН ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СТРОЙИНДУСТРИИ

05.26.01 Охрана труда (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград - 2010

094600568

004600568

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный строительный университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

БЕСПАЛОВ ВАДИМ ИГОРЕВИЧ

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ГАПОНОВ ВЛАДИМИР ЛАВРЕНТЬЕВИЧ ГОУ ВПО «Ростовская-на-Дону государственная академия сельскохозяйственного машиностроения»

кандидат технических наук

КУЗНЕЦОВА НАТАЛЬЯ СЕРГЕЕВНА ООО «ПТБ ПСО Волгофадграждан строй»

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Защита состоится 29 апреля 2010 г. в 12.00 ч. на заседании диссертационного совета ДМ212.026.05 в ГОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» по адресу: 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162 (ауд. 27, корп.2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Автореферат разослан 29 марта 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Юрьев Ю.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Дальнейшее развитие научно-технических разработок и развитие промышленных технологий выводят проблему охраны труда в ряд важнейших общегосударственных задач, решение которой непосредственно связано с защитой здоровья человека на производстве. В первую очередь это относится к предприятиям стройиндустрии. Так, средняя запыленность воздуха рабочей зоны участков транспортировки инертных материалов на заводах железобетонных конструкций и.комбинатах строительных материалов составляет 50 - 300 мг/м3,что в десятки раз превышает ПДК. Высокий уровень загрязнения воздушной среды, значительно превышающий ПДК, характерен и для предприятий других отраслей промышленности, территориально или технологически связанных с предприятиями стройиндустрии.

В то же время имеющиеся теоретические представления о механизмах протекания процесса захвата частиц пыли каплями жидкости в настоящее время недостаточно обобщены и слабо увязаны с практикой одного из его наиболее простых и эффективных способов низконапорного орошения. Остаются недостаточно изученными вопросы взаимозависимости аэрогидродинамических и физико-химических параметров при захвате и удалении частиц пыли из воздуха каплями диспергированной жидкости. Прогноз эффективности протекания процесса поэтому затруднен. При всем многообразии технических решений на практике широкое распространение получила отраслевая типизация средств орошения. Вследствие этого дальнейшее совершенствование методов прогноза и повышения эффективности низконапорного орошения является актуальной научно-технической задачей в области охраны труда.

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Инженерная защита окружающей среды» Ростовского государственного строительного университета в соответствии:

- с планом научно-исследовательских работ РГСУ по теме «Создать и внедрить инженерные системы обеспечения чистоты воздуха в производственных помещениях и предупреждения загрязнения атмосферы промышленных площадок»

per. № 01.860070360 в рамках комплексной научно-технической программы ГКНТ РФ;

- планом важнейших научных исследований РГСУ по теме № 01.9.2004851 «Разработка и внедрение в практику систем жизнеобеспечения в производственной и окружающей средах».

Целью работы является обеспечение нормативных санитарно-гигиенических условий в воздухе рабочей зоны предприятий стройиндустрии за счет прогноза и повышения эффективности процесса подавления каплями орошающей жидкости пыли песка и щебня, выделяющейся из объема инертных материалов, транспортируемых ленточными конвейерами.

В соответствии с состоянием и потребностями дальнейшего развития теоретических основ, технических средств и способов гидрообеспыливания для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- исследовать закономерности массовых процессов и определить взаимосвязь аэрогидродинамических и физико-химических факторов, действующих при гидрообеспыливании низконапорным орошением;

- уточнить математическое описание процесса гидрообеспыливания воздуха низконапорным орошением;

- усовершенствовать методику прогноза эффективности процесса гидрообеспыливания воздуха низконапорным орошением;

- определить направления совершенствования гидрообеспыливания низконапорным орошением;

- провести экспериментальные исследования эффективности процесса гидрообеспыливания низконапорным орошением в зависимости от основных параметров факела орошения и пылевоздушного потока;

- проверить и внедрить в производственных условиях результаты исследований, расширить возможную область применения гидрообеспыливания орошением.

Идея работы заключается в выделении и использовании взаимосвязанных аэрогидродинамических и физико-химических параметров капель орошающей жидкости для оптимизации процесса обеспыливания воздуха рабочей зоны и выбора рациональных средств его реализации в конкретных производственных условиях заводов железобетонных конструкций и комбинатов строительных материалов.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. В основе процесса обеспыливания воздуха низконапорным орошением находится тесная взаимосвязь аэрогидродинамического режима движения капель, пылевоздушного потока и физико-химических свойств орошающей жидкости, в частности:

- аэрогидродинамический режим движения пылежидкостного аэрозоля определяет целесообразность изменения физико-химических свойств орошающей жидкости;

- физико-химические факторы (добавки химических веществ и другого рода воздействия) выступают модификаторами, изменяющими энергетические параметры жидкостного аэрозоля, аэрогидродинамический режим его распространения и эффективность захвата пылевых частиц в зоне транспортировки сырья.

2. Уточненное математическое описание процесса обеспыливания воздуха низконапорным орошением позволяет оптимизировать параметры и осуществить прогноз достигаемого санитарно-гигиенического эффекта защиты воздуха рабочих зон предприятий стройиндустрии.

3. Параметрический анализ эффективности процесса обеспыливания позволяет определить пути дальнейшего совершенствования технологии реализации низконапорного орошения применительно к конкретным производственным условиям его реа-

лизации на участках транспортировки песка и щебня заводов железобетонных конструкций и комбинатов строительных материалов.

Достоверность научных положений диссертационной работы подтверждается:

- обеспечением наилучших показателей качества работы систем обеспыливания воздуха в результате применения низконапорного орошения в конкретных производственных условиях;

-согласованностью научных выводов с результатами, представленными в предшествующих научных работах, научно-технической и патентной литературе;

- высокой сходимостью результатов большого объема экспериментов (более 1000 опытов), проведенных в лабораторных и промышленных условиях, с полученными аналитическими зависимостями (в пределах абсолютной погрешности ±13,26 % при доверительной вероятности 0,95).

Научная новизна результатов работы заключаются в следующем:

1. Исследованы и определены закономерности совокупного действия физико-химических и аэрогидродинамических факторов, действующих в условиях низконапорного орошения, и их влияние на захват пылевых частиц каплями орошающей жидкости.

2. Уточнено математическое описание процесса обеспыливания воздуха низконапорным орошением, позволяющее оптимизировать параметры процесса и совершенствовать технологию метода.

3. Уточнены зависимости для прогноза эффективности низконапорного орошения, учитывающие технологические параметры орошения, аэрогидродинамические режимы распространения жидкостного аэрозоля, состав орошающей жидкости, а также условия вторичного дробления капель.

Практическое значение работы заключается в том, что на базе уточненного математического описания процесса обеспыливания воздуха низконапорным орошением:

1. Усовершенствована инженерная методика прогноза эффективности процесса обеспыливания воздуха орошением, включающая оптимизацию его основных технико-экономических параметров и заключающаяся в обеспечении требуемого по санитарно-гигиеническим нормативам качества воздуха рабочих зон при минимальном расходе (давлении) орошающей жидкости.

2. Разработан программный комплекс «GEO-NO», обеспечивающий автоматизацию проведения инженерных расчетов и оптимизацию рабочих параметров систем низконапорного орошения на стадиях их проектирования и реконструкции.

3. В результате целенаправленного совершенствования стандартной технологии низконапорного орошения предложены комбинированные способы и технические средства защиты воздушной среды предприятий стройиндустрии.

Реализация работы. Результаты диссертационных исследований использованы:

-при разработке системы гидрообеспыливания низконапорным орошением с применением химических добавок к орошающей жидкости на участке транспортировки инертных материалов ленточным конвейером БСО ЗАО «РзЖБК» г. Ростов-на-Дону;

- при разработке системы гидрообеспыливания низконапорным орошением с применением химических добавок к орошающей жидкости на бетоносмесительном узле ООО «ГрадоСтройСервис» г. Ростов-на-Дону;

- в научных исследованиях и учебном процессе кафедры «Инженерная защита окружающей среды» ГОУ ВПО «РГСУ».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международных научно-практических конференциях: «Строительство - 2008», «Строительство - 2009».

Публикации. Всего по теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов и заключения, списка использованной литературы из 114 наименований источников отечественных и зарубежных авторов и 7 приложений. Работа содержит 122 с. основного машинописного текста, 24 рисунка, 2 таблицы.

Содержание работы

В первой главе «Анализ процесса гидрообеспыливания воздуха рабочих зон ленточных конвейеров» приведен аналитический обзор состояния воздуха рабочей зоны на предприятиях стройиндустрии, его загрязнение и вызываемые им последствия. Показаны роль и место обеспыливания орошением в комплексе систем обеспечения нормативных параметров воздуха рабочих зон с учетом технологических параметров орошения, а также основных направлений повышения эффективности пылеподавления орошением.

Решение задачи снижения пылевого загрязнения воздушной среды предприятий стройиндустрии в силу свойств и особенностей поведения пылевого аэрозоля, характеристик производственно-технологического оборудования и требований к размещению рабочих мест предполагает реализацию технических мероприятий, основным из которых является гидрообеспыливание орошением, характеризующееся высокой технико-экономической эффективностью и разнообразием режимных параметров практи-

ческой реализации. Наиболее простым в эксплуатации, универсальным и распространенным из известных способов является низконапорное орошение.

В исследованиях процесса обеспыливания орошением достаточно глубоко рассмотрено влияние основных факторов, способствующих столкновению и захвату пылинки каплей.

Во второй главе «Аналитическое исследование процесса обеспыливания воздуха рабочей зоны орошением» произведено уточнение математического описания процесса на основе совершенствования параметрической зависимости его результирующей характеристики - эффективности с учетом совокупности исходных данных, определяющих технологические условия и особенности протекания процесса обеспыливания; аэродинамических параметров зоны орошения, а также физико-химических свойств орошающей жидкости. Показано, что химические вещества являются модификаторами, с помощью которых можно изменять и управлять энергетическим состоянием капель (факела орошения).

Установлено, что действие добавок химических веществ в динамических условиях гидроорошения определяется тесной взаимосвязью аэрогидродинамического режима движения капель и пыли и физико-химических процессов, протекающих в жидкостном аэрозоле. Под воздействием воздушного потока при вязком обтекании капель наблюдается кормовой снос их адсорбционных слоев. В свою очередь, подвижность капельных адсорбционных слоев оказывает возвратное влияние на гидродинамический режим движения капель. В связи с этим для условий низконапорного орошения следует четко разграничивать два качественно различных режима распространения жидкостного аэрозоля, границей между которыми является критическая скорость:

у = / (1)

* iD, Р.

где <7хт поверхностное натяжение на границе «жидкость-газ», Дж/м2; Р. - плотность воздуха кг/м3; Ок- средний поверхностно-объемный диаметр капли, м.

Причем проявление различий между режимами во многом зависит от состава орошающей жидкости (рис. 1). Для первого режима < Укр) характерна относительная стабильность формы капель. При условии сохранения равновесной формы капель присутствие ПАВ вызывает эффект «торможения», увеличивая тем самым плотность факела орошения при неизменном расходе жидкости, что увеличивает эффективность захвата пылевых частиц.

Добавки ВМС, увеличивая вязкость жидкости, уменьшают ее внутрикапельную циркуляцию, поэтому эффект «торможения» снижается.

Укр, м/с

55

50 45 /10 35 30 25 20

О 0.5 1 1.5 2

Нж,МПа

Рис. 1. Зависимость критической скорости капель от давления и состава орошающей жидкости: 1 - вода+ПАВ; 2 - вода; 3 - вода+ПАВ+ВМС; 4 - вода+ВМС

Количественно эффект «торможения» учитывается через поправочный коэффициент В к скорости жидкостного аэрозоля:

= м/с- (2) Средние расчетные значения коэффициента торможения представлены в табл. 1.

Таблица 1- Значения коэффициента торможения £

Состав орошающей жидкости

Вода Вода+ПАВ Вода+ВМС Вода+ПАВ+ВМС

£ 0,42 0,33 0,38 0,38

С ростом относительных скоростей движения (при Ук> Укр) начинает проявляться пульсация формы капель, нестабильность поверхностных слоев. При этом учет деформации формы капли производится через эквивалентный диаметр:

йТ-иМ 'м' (3)

где X - динамический коэффициент формы.

Пульсация формы капель и нестабильность их поверхностных слоев при Ук>Удр приводят к явлению их вторичного дробления в воздушном потоке.

Величина скорости дробления может быть определена методами теории подобия:

= , м/с, (4)

где СУж — поверхностное натяжение адсорбционного слоя капли, Дж/м2; }¥едр - значение критерия Вебера, при котором наблюдается вторичное дробление капель в воздушном патоке.

При математическом описании процесса обеспыливания орошением нами предусмотрен дифференцированный подход к определению величины 1¥едр. В частности, при скоростях пылевоздушного потока Упт до 1,5 м/с имеет место статическая деформация капли и максимальная величина РГе^Ю. При внезапно приложенной нагрузке

(скорость пылевоздушного потока У,1т >1,5 м/с, встречное движение пылевого и жидкостного аэрозолей) значение критерия Вебера минимально: Ше,)Р=1. В переходной области внешних аэродинамических нагрузок (скорость пылевоздушного потока У„т >1,5 м/с, спутное движение пылевого и жидкостного аэрозолей) необходимо принять некоторое среднее значение критерия Вебера: 1¥едр=9.

Поскольку капля начинает распадаться при появлении отрывного течения и срыве поверхностного слоя в ее кормовой части, в выражении (4) в качестве энергетической характеристики поверхности капли использовано поверхностное натяжение адсорбци-1ННОГО слоя сг'жг , которое зависит от состава орошающей жидкости. Зависимость ветчины скорости дробления от давления, состава орошающей жидкости и аэродинамических характеристик воздушного потока представлена на рис. 2 и 3.

В связи с тем, что каждый этап процесса гидрообеспыливания носит вероятностный характер, результат реализации процесса в целом нами рассмотрен как функция последовательности зависимых этапов, выраженная через адекватное понятие эффек-тивностей:

Еэф = [1- (1-Еэф1)(1-Езф2)(1-Е,фз)] В,, (5)

где Еэф - общая эффективность обеспыливания низконапорным орошением; Еэф1 - эффективность захвата пылевых частиц каплями диспергированной жидкости под действием адгезионных сил; Еэф2 - эффективность захвата под действием электростатических сил; Еэфз - эффективность инерционного захвата; Яу - поправочный коэффициент, учитывающий гидрокинетические свойства материала пылевых частиц относительно вещества орошающей жидкости.

Рис. 2. Зависимость скорости дробления капель от давления и состава орошающей жидкости: 1 - вода+ПАВ; 2 - вода; 3 - вода+ПАВ+ВМС; 4 - вода+ВМС

Рис. 3. Зависимость скорости дробления капель различного состава орошающей жидкости от аэродинамических характеристик воздушного потока: 1* - вода: малые скорости воздушного потока; 2* - вода: большие скорости воздушного потока, спутное движение; 3* - вода: большие скорости воздушного потока, встречное движение; 1 - вода+ПАВ: малые скорости воздушного потока; 2 - вода+ПАВ: большие скорости воздушного потока, спутное движение; 3 -вода+ПАВ: большие скорости воздушного потока, встречное движение

Выражение для эффективности захвата пылевых частиц каплями диспергированной жидкости под действием адгезионных сил известно как:

\ 3/2

- эф I

2 / 3 ( 3'56Д; 2)' м. Ук ок о2п

(6)

где В2 — константа межмолекулярного взаимодействия с учетом эффекта электромагнитного запаздывания, Джм; //„ - динамическая вязкость воздуха, Пас; Д, -медианный диаметр пылевых частиц, м.

Уточненное нами путем введения вместо трудноопределимой массовой электростатической характеристики процесса цк удельную электрозаряженность факела орошения д, Кл/кг, выражение для эффективности захвата под действием электростатических сил имеет вид:

г _ л пп - / ^к Уж \Чг

(7)

еэФ2=одт^ Р~ „ )"»

<2„ оп ц, ук

где (¡)„ - расход орошающей жидкости, м3/с; рж - плотность орошающей жидкости, кг/м3.

При уточнении выражения для эффективности инерционного захвата нами принято во внимание, что число Стокса - не единственный критерий, определяющий эффективность инерционного захвата. Для условий свободного распространения факела диспергированной жидкости при отсутствии каких-либо ограничений этому распространению (каналов, стенок и т.п.) и при скорости движения воздуха до 1,5 м/с, когда наблюдается полное перекрытие пылевоздушного потока факелом орошения выражение для эффективности инерционного захвата принимает вид:

эг/,3

Sík

Stk +100 Sík

при VK < Ую, при VK > VK

Ш +1000 кр ,

Ограниченные в пространстве источники выделения пьии (наличие ограждающих конструкций, внутренний объем устройств, аппаратов и т.п.) и скорости движения окружающего воздуха более 1,5 м/с могут существенно повлиять на величину эффективности Еф. Принимая во внимание соотношение геометрических характеристик пылевого потока и факела орошения, для случая йр-ё^, эффективности инерционного захвата равна;

(9)

■ЯЛ+100 8 *

Stk

Stk+ХШ

где с^ - эквивалентный размер (диаметр) пылевого потока в зоне орошения, м; йф- диаметр сечения факела орошения на расстоянии длины активной зоны факела от оросителя, м.

Поправочный коэффициент в формуле (5) учитывает различия захвата гидрофобных и гидрофильных частиц, связанные с возникновением расклинивающего давления. В результате обработки экспериментальных данных на ЭВМ нами получено выражение для расчета

5,=

eos в

cosé>+ 0,01 eos б

eos 6 + 0,001

при VK < Vи, при VK > V^

(10)

Полученные зависимости были автоматизированы посредством разработанной автором программы «GEO-NO», которая предназначена для аналитического моделирования процесса низконапорного орошения и прогноза его эффективности в различных производственно-технологических условиях.

Анализ полученных в результате моделирования графических зависимостей (например, рис. 4) подтверждает вывод о том, что нельзя ставить вопрос о наилучших параметрах низконапорного орошения безотносительно к условиям применения рассматриваемой технологии обеспыливания воздуха рабочих зон.

Подставив выражения (6)- (10) в исходную зависимость (5), после несложных математических преобразований окончательно получим уточненную параметрическую зависимость для определения эффективности обеспыливания низконапорным орошением:

/ /

1- 1-4,48

V \

V " \

в,

1-0,037<]

Г- „ \\

57/,-

(с!е/1«(а/2)Г-к

сскв

(И)

В третьей главе «Экспериментальные исследования процесса гидрообеспыливания воздуха» представлены результаты проведенных автором в лабораторных условиях экспериментальных исследований процесса снижения запыленности воздуха рабочих зон ленточных конвейеров с целью определения возможности практического использования результатов теоретических исследований.

90 55

70 65 «0 55 50 45

1 V" --------

2 '.I 3

4

0,5

1,5 2

нждт«

Рис. 4. Зависимость эффективности пылеподавления низконапорным орошением от состава и давления орошающей жидкости при малых скоростях воздушного потока: 1 - Вода+ПАВ; 2 -Вода+ПАВ+ВМС; 3 - Вода; 4 - Вода+ВМС

Для проведения экспериментальных исследований в лаборатории кафедры «Инженерная защита окружающей среды» Ростовского государственного строительного университета разработан и смонтирован экспериментальный стенд, на котором проведена серия экспериментальных исследований, включавших два этапа: предварительный и основной. Целью проведения предварительных экспериментов являлось опреде-

ление основных физико-химических свойств различных видов орошающей жидкости, пылевого материала, а также расходных характеристик используемого оросителя. Физико-химические свойства орошающей жидкости варьировали с помощью добавок химических веществ: неионогенных поверхностно-активных (ОП-7) и высокомолекулярных соединений (технический гидролизованный полиакриламид, ПАА). Концентрации перечисленных добавок выбирали согласно известным рекомендациям по их применению для гидрообеспыливания орошением: ПАВ 0,05-0,5 %, ВМС 0,001-0,05 %.

В процессе основного эксперимента определяли концентрацию пыли в воздухе рабочей зоны гравиметрическим методом при аспирационном способе отбора проб.

Результирующей характеристикой процесса обеспыливания воздушной среды является его эффективность, определяемая разностью концентраций пыли в воздухе рабочей зоны до и после реализации процесса и приведенная к начальному значению 1000 мг/м3. Серии опытов проводили с использованием различных систем орошающей жидкости и видов пылевого материала.

Обработка экспериментальных данных выполнена методом наименьших квадратов, а сходимость результатов экспериментальных и теоретических исследований определена с использованием погрешности ±13,26 % проводимых измерений концентрации пыли гравиметрическим методом при аспирационном способе отбора проб в пределах заданной доверительной вероятности (р = 0,95).

Анализ результатов экспериментов (рис. 5-8) показал, что при скоростях воздушного потока до 1,5 м/с низконапорное орошение целесообразно применять при более высоких значениях давления орошающей жидкости, когда достигается максимальная эффективность обеспыливания воздуха (до 83-86 %). Однако орошение можно эффективно использовать и при скоростях пылевоздушного потока более 1,5 м/с, когда эффективность обеспыливания остается практически на прежнем уровне.

Глф, %

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Н. МП»

Рис. 5. Экспериментальная зависимость эффективности лылеподавления при Упт=1,5 м/с (малые скорости) для пыли песка: ■ - экспериментальные значения; _- доверительный интервал; _ - аппроксимированная кривая.

0,2 0.4 0.6 0.8 I 1.2 1.-1 Н.МПа

Рис. 6. Экспериментальная зависимость эффективности пылеподавления при ¥,„=10,5 м/с (большие скорости, встречное движение) для пыли песка: ■ - экспериментальные значения; _ - доверительный интервал;« - аппроксимированная кривая.

1.-1 и, МП»

Рис. 7. Экспериментальная зависимость эффективности пылеподавления при Упт=10,5 м/с (большие скорости, спутное движение) для пыли песка: ■ - экспериментальные значения; _ - доверительный интервал; _ - аппроксимированная кривая.

Еэф, %

90 ■

85 80 75 70 65 60 55 50 45 40

1 1

вода-ПАВ

V

\ -г:

>

>

во 1а

1.01:1 ВМС

! 1

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1.4 Иж, Ша

Рис. 8. Зависимость эффективности обеспыливания воздуха рабочей зоны от давления орошающей жидкости при 4^=1,5 м/с (малые скорости) для пыли песка с использованием различных добавок химических веществ.

На рис. 9-11 представлены примеры графического сопоставления эмпирических зависимостей, полученных статистической обработкой (методом наименьших квадратов), с теоретическими, полученными в результате математического моделирования гидроорошения.

Еэф, %

юо -

90 -

«о -

70 -

60 -50 -40 -

30 -

Ни, МПа

Рис. 9. Пример сопоставления теоретической и экспериментальной зависимостей эффективности пылеподавления при Упг=1,5 м/с (малые скорости) для пыли песка: 1- кривые, рассчитанные по уравнениям математической модели; 2 -кривые, построенные в результате статистический обработки экспериментальных данных.

Еэф,"ь

юо -

90 -80 70 -60 -50 40 -30 -

Ни, МПа

Рис. 10. Пример сопоставления теоретической и экспериментальной зависимостей эффективности пылеподавления при Упт=10,5 м/с (большие скорости, встречное движение) для пыли песка: 1- кривые, рассчитанные по уравнениям математической модели; 2 -кривые, построенные в результате статистический обработки экспериментальных данных.

Ечф."

1<Ю

'X) X» 70 60 -5(1 40

ИнЛИЬ

Рис. 11. Пример сопоставления теоретической и экспериментальной зависимостей эффективности пылеподавления при Упт=10,5 м/с (большие скорости, спутное движение) для пыли песка: 1- кривые, рассчитанные по уравнениям математической модели; 2 -кривые, построенные в результате статистический обработки экспериментальных данных.

Анализ графиков (рис. 9-11), а также результатов такого сопоставления во всем диапазоне изменения параметров гидроорошения показал, что, учитывая погрешность проведенных измерений, результаты теоретических расчетов в достаточной степени согласуются с данными экспериментальных исследований.

В четвертой главе «Совершенствование технических средств и методики прогноза эффективности процесса обеспыливания воздуха орошением» представлено описание разработанных при участии автора способов и технических средств защиты воздуха рабочей зоны от пылевого загрязнения, которые основаны на комбинации нескольких технологических операций. На основе полученного математического описания эффективности гидрообеспыливания выделены направления её повышения.

Разработанные направления повышения эффективности обеспыливания воздуха рабочих зон низконапорным орошением позволяют на инженерном уровне решать задачи снижения запыленности воздуха рабочих зон линий транспортировки сыпучих материалов для предприятий стройиндустрии и других отраслей промышленности в случаях, когда известные технические решения не обеспечивают требуемой эффективности процесса по условиям соблюдения ПДКрз.

Автором выполнено совершенствование методики выбора системы обеспыливания воздуха рабочих зон ленточных конвейеров, направленное на увеличение эффективности низконапорного орошения и базирующееся на его уточненном математическом описании. Требование минимизации расхода жидкости связано с обеспечением требуемой влажности сырья (песка, щебня и др.), сокращением энергопотребления, а также повышением надежности и удешевлением оборудования системы орошения: подводящих рукавов и соединений, запорно-регулирующей арматуры и т.п.

Практическое использование предлагаемой методики позволяет определять наилучшие для заданных производственно-технологических условий параметры реализации низконапорного орошения, избегать в ряде случаев установки дополнительного оборудования, а также осуществлять прогноз эффективности пылеподавления без проведения серий предварительных лабораторных экспериментов и стендовых испытаний.

В пятой главе «Практическая реализация процесса гидрообеспыливания воздуха рабочих зон ленточных конвейеров» описано применение автором в реальных производственно-технологических условиях теоретических и практических разработок. Выбор объектов апробации полученных результатов производили, исходя из ожидаемых санитарно-гигиенических и социально-экономических эффектов от их применения в различных отраслях экономики с учетом следующих основных направлений:

- реконструкция и эксплуатация систем гидрообеспыливания на действующих промышленных объектах;

- проектирование систем гидрообеспыливания для промышленных объектов.

Практическая реализация результатов исследований осуществлена с использованием программы "GEO-NO" при реконструкции бетоносмесителыюго отделения ЗАО «Ростовский завод ЖБИ» на технологическом оборудовании участка транспортировки инертных материалов, не оснащенном системами обеспыливания. Объектом внедрения на этом участке являлся транспортер ленточный протяженностью 25,6 м. Максимальная концентрация пыли песка в воздухе рабочей зоны без применения системы обеспыливания составляла 96 мг/м3, что значительно превышало ПДКрз= 2 мг/м3.

На основе реализации методики, предложенной автором, выбрана технология, рассчитаны оптимальные рабочие параметры и эффективность (97,9 %) системы обеспыливания воздуха рабочей зоны оператора по обслуживанию транспортера. Остаточная концентрация пыли в воздухе рабочей зоны составила 2,0 мг/м3.

Практическую реализацию результатов исследований осуществляли с использованием программы "GEO-NO" также в процессе эксплуатации бетоносмесительного узла ООО «ГрадоСтройСервис» г.Ростова-на-Дону на технологическом оборудовании, не оснащенном системами обеспыливания. Основным объектом внедрения на этом участке являлся транспортер ленточный протяженностью 17,3 м. Максимальная концентрация пыли песка в воздухе рабочей зоны без применения системы обеспыливания составляла 118 мг/м3, что значительно превышало ПДКрз= 2 мг/м3.

На основе реализации методики, предложенной автором, выбрана технология, рассчитаны оптимальные рабочие параметры и эффективность (98,3 %) системы обеспыливания воздуха рабочей зоны оператора по обслуживанию транспортера. Остаточная концентрация пыли в воздухе рабочей зоны составила 2,0 мг/м3.

Практическая реализация результатов теоретических исследований и разработанной на их основе методики расчета параметров высокоэффективной технологии гидрообеспыливания орошением осуществлена также в проектных разработках института "Ростовгипрошахт" при проектировании систем гидрообеспыливания воздуха рабочих зон транспортера ленточного желобчатого участка выбивки и транспортировки горелой формовочной смеси Каменского машиностроительного завода.

Заключение

В диссертационной работе представлено решение актуальной задачи прогноза и повышения эффективности процесса обеспыливания низконапорным орошением воздуха рабочей зоны ленточных конвейеров заводов железобетонных конструкций и комбинатов строительных материалов.

1. Исследованы закономерности массовых процессов и определена взаимосвязь аэро-гидродинамических и физико-химических факторов, действующих при гидрообеспыливании низконапорным орошением в случае применения добавок химических веществ к орошающей жидкости.

2. Уточнено математическое описание эффективности процесса гидрообеспыливания воздуха низконапорным орошением с учетом параметров и свойств химических добавок.

3.Усовершенствована методика прогноза эффективности процесса гидрообеспыливания воздуха низконапорным орошением с учетом особенностей и влияния на процесс химических добавок к орошающей жидкости.

4. Определены направления повышения эффективности гидрообеспыливания низконапорным орошением за счет применения смачивающе-связывающих химических добавок и конструктивных изменений элементов систем орошения.

5. Проведены экспериментальные исследования изменения эффективности процесса гидрообеспыливания низконапорным орошением в зависимости от основных параметров факела орошения, пылевоздушного потока и свойств орошающей жидкости.

Результаты экспериментальных исследований сопоставлены с теоретическими данными на основе оценки погрешности проведенных измерений (±13,26%, при р=0,95).

6. Результаты исследований внедрены в ЗАО «Ростовский завод ЖБИ», ООО «ГрадоСтройСервис» г. Ростова-на-Дону, в проект узла транспортировки горелой формовочной смеси институтом "Ростовгипрошахт", а также в учебный процесс Ростовского государственного строительного университета.

Основное содержание работы отражено в следующих публикациях

Публикации в ведущих рецензируемых научно-технических журналах рекомендованных ВАК РФ

1. Евтушенко И.И., Беспалов В.И. Экспериментальные исследования процесса гидрообеспыливания воздуха рабочей зоны ленточных конвейеров // Вест. ВолгГАСУ. Сер.: Строительство и архитектура.-Волгоград, 2009. -Вып. 15(34).-С.109-114,-0,38п.л.

2. Евтушенко И.И., Беспалов В.И. К вопросу взаимосвязи аэрогидродинамического режима и физико-химических свойств жидкости при обеспыливании ленточных конвейеров орошением // Безопасность жизнедеятельности. Пром. безопасность и охрана труда -2009. -№7./- С. 18-20,-0,38 п.л.

3. Евтушенко II.II., Беспалов В.И. Прогноз эффективности обеспыливания воздуха рабочих зон орошением // Безопасность жизнедеятельности. Пром. безопасность и охрана труда -2009. -Ш.1- С. 2-4, - 0,38 п.л.

Отраслевые издания и материалы конференций

4. Евтушенко И.И. Совершенствование методики прогноза эффективности процесса обеспыливания воздуха рабочих зон ленточных конвейеров низконапорным орошением // Строительство-2009: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост, гос. строит, ун-т,-Ростов н/Д: РГСУ, 2009.- С.133-135, - 0,19 п.л.

5. Евтушенко И.И. Повышение эффективности обеспыливания воздуха низконапорным орошением с помощью добавок химических веществ // Строительство-2009: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит, ун-т.- Ростов н/Д: РГСУ, 2009.- С. 135-137, -0,19 п.л.

6. Евтушенко И.И. К постановке задачи снижения производственного шума формовочных отделений заводов ЖБК // Строительство-2008: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит, ун-т,- Ростов н/Д: РГСУ, 2008,- С. 131-133, -0,19 п.л.

7. Евтушенко И.И., Беспалов В.И. Разработка методики оценки и снижения виброакустического воздействия в рабочих зонах формовочного оборудования заводов ЖБК // Строительство-2008: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Рост. гос. строит, ун-т- Ростов н/Д: РГСУ, 2008.- С. 135-137, -0,19 п.л.

ЕВТУШЕНКО ИВАН ИВАНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРООБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧИХ ЗОН ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ СТРОЙ ИНДУСТРИИ

05.26.01 Охрана труда (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 23.03.10. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Ризограф. Уч.-изд. л. 1,4. Заказ. № 471. Тираж 100 экз.

Редакционно-издательский центр Ростовского государственного строительного университета 344022, г. Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ГИДРООБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧИХ ЗОН ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОЙИНДУСТРИИ.

1.1. Состояние воздуха рабочей зоны ленточных конвейеров предприятий стройиндустрии, его загрязнение и вызываемые им последствия.11.

1.2. Роль и место обеспыливания орошением в комплексе систем обеспечения нормативных параметров воздуха рабочих зон ленточных конвейеров предприятий стройиндустрии.

1.3. Анализ параметров факела орошения и особенностей его взаимодействия с пылевыми частицами.

1.4. Исследование путей повышения эффективности пылеподавления орошением.

1.5. Выводы. Цель и задачи исследований.

2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧЕЙ ЗОНЫ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОЙИНДУСТРИИ ОРОШЕНИЕМ. 3.

2.1. Исследование особенностей применения химических добавок к орошающей жидкости в процессе гидрообеспыливания.

2.2. Математическое описание процесса обеспыливания воздуха рабочей зоны ленточных конвейеров предприятий стройиндустрии орошением.5.

2.3. Прогноз эффективности обеспыливания воздуха рабочей зоны ленточных конвейеров предприятий стройиндустрии орошением.

2.4. Моделирование процесса обеспыливания воздуха рабочей зоны ленточных конвейеров предприятий стройиндустрии орошением средствами ПЭВМ.

2.5. Выводы.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГИДРООБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧИХ ЗОН ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОЙИНДУСТРИИ.

3.1. Описание лабораторного экспериментального стенда.

3.2. Методологические основы проведения эксперимента.

3.3. Анализ результатов экспериментальных исследований процесса обеспыливания воздуха рабочей зоны ленточных конвейеров предприятий стройиндустрии орошением.

3.4. Сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований процесса обеспыливания воздуха орошением.

3.5. Выводы.

4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПРОЦЕССА ГИДРООБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧИХ ЗОН ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОЙИНДУСТРИИ.

4.1. Совершенствование способов и технических средств обеспыливания воздуха рабочей зоны ленточных конвейеров предприятий стройиндустрии орошением.

4.2. Совершенствование методики прогноза эффективности процесса обеспыливания воздуха орошением.

4.3. Выводы.

5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА

ГИДРООБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧИХ ЗОН ЛЕНТОЧНЫХ

КОНВЕЙЕРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОЙИНДУСТРИИ.

5.1. При реконструкции и эксплуатации систем гидрообеспыливания воздуха рабочих зон ленточных конвейеров предприятий стройиндустрии.

5.2. При проектировании систем гидрообеспыливания воздуха рабочих зон ленточных конвейеров.

5.3. Выводы.

Актуальность темы исследований. Дальнейшее развитие научно-технических разработок и развитие промышленных технологий выводят проблему охраны труда в ряд важнейших общегосударственных задач, решение которой непосредственно связано с защитой здоровья человека на производстве. Немаловажное место в комплексе этих задач занимает проблема обеспечения качества воздушной среды на уровне санитарно-гигиенических нормативов. Защита воздуха рабочих зон производственных помещений и промышленных площадок от загрязняющих веществ и, прежде всего, пыли, является одной из важнейших задач современного производства. Загрязнение воздушной среды пылью отрицательно воздействует на организм человека, вызывая профессиональные заболевания работающих пневмокониозами и пылевыми бронхитами. Оно создает в ряде случаев взрывоопасные ситуации, ухудшает производственно-технологическую обстановку, приводя к преждевременному выводу из строя зданий и сооружений, увеличивает износ технологического оборудования, нанося в целом значительный социально - экономический ущерб. В первую очередь это относится к предприятиям стройиндустрии. Так средняя запыленность рабочей зоны цехов строительных предприятий о составляет 50 - 300 мг/м , что в десятки раз превышает ПДК. Высокий уровень загрязнения воздушной среды, значительно превышающий ПДК, характерен и для предприятий других отраслей промышленности, территориально или технологически связанных с объектами стройиндустрии.

Поэтому обеспечение нормативных значений концентрации пыли в воздухе рабочих зон является одной из актуальных проблем в области обеспечения безопасных условий труда.

Решить проблему защиты воздуха рабочих зон производственных помещений и приземного слоя атмосферы от загрязнения возможно только при использовании комплекса мероприятий, в рамках которого наряду с организационными и технологическими мерами важное место занимают инженерные средства, одним из наиболее эффективных и распространенных их которых является гидрообеспыливание. В результате проведения многолетних исследований в этой области накоплен обширный научный и практический потенциал.

В тоже время, имеющиеся теоретические представления о механизмах протекания процесса гидрообеспыливания в настоящее время недостаточно обобщены pi слабо увязаны с практикой одного из его наиболее простых и эффективных способов- низконапорного орошения. Остаются недостаточно изученными вопросы взаимозависимости аэро-гидродинамичес-ких и физико-химических параметров при захвате и удалении пыли из воздушного потока каплями диспергированной жидкости. Прогноз эффективности протекания процесса затруднен. При всем многообразии технических решений на практике широкое распространение получила отраслевая типизация средств орошения. Вследствие этого дальнейшее совершенствование методов прогноза и повышения эффективности низконапорного орошения является актуальной научно-технической задачей.

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Инженерная защита окружающей среды» Ростовского государственного строительного университета в соответствии с:

- планом научно-исследовательских работ РГСУ по теме «Создать и внедрить инженерные системы обеспечения чистоты воздуха в производственных помещениях и предупреждения загрязнения атмосферы промышленных площадок» per. № 01.860070360 в рамках комплексной научно-технической программы ГКНТ РФ;

- планом важнейших научных исследований РГСУ по теме № 01.9.2004851 «Разработка и внедрение в практику систем жизнеобеспечения в производственной и окружающей средах».

Целью работы является обеспечение нормативных санитарно-гигиенических условий в рабочей зоне предприятий стройиндустрии за счет прогноза и повышения эффективности процесса обеспыливания воздуха низконапорным орошением.

Идея работы заключается в выделении и использовании взаимосвязанных аэро-гидродинамических и физико-химических параметров низконапорного орошения для его оптимизации и выбора рациональных средств реализации в конкретных производственных условиях.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. В основе процесса обеспыливания воздуха низконапорным орошением находится тесная взаимосвязь аэро-гидродина-мического режима движения капель, пылевоздушного потока и физико-химических свойств орошающей жидкости, в частности: аэро-гидродинамический режим движения пылежидкостного аэрозоля определяет целесообразность изменения физико-химических свойств орошающей жидкости;

- физико-химические факторы (добавки химических веществ и другого рода воздействия) выступают модификаторами, изменяющими энергетические параметры жидкостного аэрозоля, аэро-гидродинамический режим его распространения и эффективность захвата пылевых частиц.

2. Уточненное математическое описание процесса обеспыливания воздуха низконапорным орошением позволяет оптимизировать параметры и осуществить прогноз достигаемого санитарно-гигиенического эффекта защиты воздуха рабочих зон.

3. Параметрический анализ эффективности процесса обеспыливания позволяет определить пути дальнейшего совершенствования технологии реализации низконапорного орошения применительно к конкретным производственным условиям его реализации.

Достоверность научных положений диссертационной работы подтверждается:

- обеспечением наилучших показателей качества работы системы обеспыливания воздуха в результате применения низконапорного орошения в конкретных производственных условиях; -согласованностью научных выводов с результатами, представленными в предшествующих научных работах, научно-технической и патентной литературе;

- высокой сходимостью результатов большого объема экспериментов (более 1000 опытов), проведенных в лабораторных и промышленных условиях, с полученными аналитическими зависимостями (в пределах абсолютной погрешности ±13,26 % при доверительной вероятности 0,95).

Научная новизна результатов работы заключаются в следующем:

1. Исследованы и определены закономерности совокупного действия физико-химических и аэрогидродинамических факторов, действующих в условиях низконапорного орошения, и их влияние на захват пылевых частиц каплями орошающей жидкости.

2. Уточнено математическое описание процесса обеспыливания воздуха низконапорным орошением, позволяющее оптимизировать параметры процесса и совершенствовать технологию метода.

3. Уточнены зависимости для прогноза эффективности низконапорного орошения, учитывающие технологические параметры орошения, аэро-гидродинамические режимы распространения жидкостного аэрозоля, состав орошающей жидкости, а также условия вторичного дробления капель.

Практическое значение работы заключается в том, что на базе уточненного математического описания процесса обеспыливания воздуха низконапорным орошением:

1. Усовершенствована инженерная методика прогноза эффективности процесса обеспыливания воздуха орошением, включающая оптимизацию его основных технико-экономических параметров и заключающаяся в обеспечении требуемого по санитарно-гигиеническим нормативам качества воздуха рабочих зон при минимальном расходе (давлении) орошающей жидкости.

2. Разработан программный комплекс «GEO-NO», обеспечивающий автоматизацию проведения инженерных расчетов и оптимизацию рабочих параметров систем низконапорного орошения на стадиях их проектирования и реконструкции.

3. В результате целенаправленного совершенствования стандартной технологии низконапорного орошения предложены комбинированные способы и технические средства защиты воздушной среды, обеспечивающие ее очистку от пылевых частиц песка и щебня в условиях производства предприятий стройиндуст-рии.

Автор выражает искреннюю благодарность д.т.н., проф. Беспалову В.И и д.т.н., проф. Страховой Н.А. за постоянное внимание и советы, сделанные ими в течении всего времени работы над диссертацией, а также коллективу кафедры «Инженерная защита окружающей среды» РГСУ за помощь в отладке программы «GEO-NO» и практические рекомендации по теме диссертации.

1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ОБЕСПЫЛИВАНИЯ ВОЗДУХА РАБОЧИХ ЗОН ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОЙИНДУСТРИИ ОРОШЕНИЕМ

Охрана труда выступает как основа изучения конкретных взаимодействий общества с отдельными компонентами и факторами производственной среды в процессе производства [1,2,3,4,5,6]. Согласно [7,8,9,10,11] в области охраны труда можно выделить несколько направлений исследований проблемы защиты воздуха от пылевого загрязнения: аналитико-теоретическое, конструктивно-теоретическое и конструктивно-прикладное.

Воздушная среда производственных помещений промышленных предприятий, являясь составной частью атмосферы, характеризуется сложными циклами миграции вещества и энергии [12,13,14,15].

Основная цель комплексной оценки состояния воздушной среды заключается [16,17] в установлении определенного взаимного соответствия между многообразными потребностями и видами хозяйственной деятельности общества и требованиями защиты здоровья людей. Кардинальным моментом системного подхода к исследованию факторов пылевого загрязнения воздушной среды является определение взаимодействующих в этом процессе объектов как динамически развивающихся систем [16,18].

Анализ исследований многих авторов [4,12,19,20,21,22,23] позволяет заключить, что наиболее массированно загрязняется пылью воздух рабочей зоны производственных помещений и промышленных площадок предприятий строительной индустрии, горной и других отраслей промышленности.

Наибольший интерес для исследований представляет воздух производственной среды (включая воздушный объем производственных помещений и воздушный бассейн промышленных площадок), поскольку именно в нем зарождаются pi протекают основные процессы, влияющие на степень загрязнения воздуха - одного из главных источников жизнедеятельности [3,4,5,6].

Для целенаправленного проведения мероприятий, способствующих соблюдению санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к качеству воздуха рабочей зоны ленточных конвейеров предприятий стройиндустрии, необходимо знать аэродинамическую обстановку в границах источника пылеобразования и рабочей зоны, а также технологические характеристики производственного оборудования, параметры пылевого аэрозоля и технологические особенности проводимых мероприятий по обеспыливанию воздуха.

5.3. Выводы

Результаты практической апробации, промышленных испытаний и внедрений доказывают возможность использования результатов теоретических исследований процесса гидрообеспыливания орошением при проектировании, реконструкции и эксплуатации промышленных предприятий. При этом неотъемлемой частью практического использования полученных теоретических результатов должны являться методика расчета оптимальных параметров орошения, соответствующее программное обеспечение, а также основные принципы совершенствования рассматриваемого процесса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При решении задачи обеспыливания воздуха рабочих зон внутри производственных помещений предприятий строительной индустрии, а также на территории строительных площадок необходимо обеспечивать снижение концентрации пыли при реализации технологических процессов, связанных с переработкой и транспортировкой сыпучих твердых сырьевых материалов (щебня, песка и

ДР-)

Важным условием решения задачи обеспыливания при проектировании и эксплуатации линий транспортировки сыпучих пылеоб-разующих материалов является соблюдение ПДК соответствующего вида пыли в воздухе рабочих зон, связанных с обслуживанием этих линий. Поэтому диссертационная работа выполнена с учетом этих положений.

В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований процесса обеспыливания воздуха рабочих зон производственных помещений и технологического оборудования предприятий строительной индустрии достигнута возможность повышения эффективности реализации процесса гидрообеспыливания низконапорным орошением с применением химических добавок (ПАВ и ВМС) к орошающей жидкости для обеспечения нормативных санитарно-гигиенических условий в рабочей зоне.

Достижение поставленной цели обеспечено решением следующих задач:

1. Исследованы закономерности массовых процессов и определена взаимосвязь аэро-гидродинамических и физико-химических факторов, действующих при гидрообеспыливании низконапорным орошением в случае применения добавок химических веществ к орошающей жидкости.

2.Уточнено математическое описание эффективности процесса гидрообеспыливания воздуха низконапорным орошением с учетом параметров и свойств химических добавок.

3.Усовершенствована методика прогноза эффективности процесса гидрообеспыливания воздуха низконапорным орошением с учетом особенностей и влияния на процесс химических добавок к орошающей жидкости.

4.Определены направления повышения эффективности гидрообеспыливания низконапорным орошением за счет применения смачи-вающе-связывающих химических добавок и конструктивных изменений элементов систем орошения.

5.Проведены экспериментальные исследования изменения эффективности процесса гидрообеспыливания низконапорным орошением в зависимости от основных параметров факела орошения, пылевоз-душного потока и свойств орошающей жидкости.

Результаты экспериментальных исследований сопоставлены с теоретическими данными на основе оценки погрешности проведенных измерений (±13,26%, при р=0,95).

6. Результаты исследований проверены на практике:

- на участке транспортировки инертных материалов бетоносме-сительного отделения ЗАО «Ростовский завод ЖБИ» (Прилож.Д);

- на ленточном транспортере инертных материалов бетоносмесительного узла ООО «ГрадоСтройСервис» г.Ростова-на-Дону. (Прилож.Е);

- при разработке проекта Каменского машиностроительного завода Ростовской области (институт "Ростовгипрошахт");

- при проведении учебных занятий в Ростовском государственной строительном университете со студентами специальности «Инженерная защита окружающей среды» (Прилож.Ж).

1. Парахонский Э.В. Охрана труда на карьерах.- М.: Недра, 1988.- 198 с.

2. Борычев Н.И. Охрана труда на угольных шахтах. Справочное пособие. 2-е изд. перераб. и доп.- М.: Недра, 1976. 214 с.

3. Пылеулавливание в металлургии: Справочник/ Алешина В.Н., Валь-дберг А.Ю., Гордон Г.М. и др.- М.: Металлургия, 1984.-336с.

4. Пылеулавливание в металлургии. Справочник/ Под ред. А.А. Гурвица. -М.: Металлургия, 1984. 334 с.

5. Юдашкин М.Я. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. М.: Металлургия, 1984. - 320 с.

6. Медведев Э.Н. Снижение запыленности воздуха при работе комбайнов с повышенной производительностью выемки.- В кн.:Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах.-М.:Недра,1972.- С. 100-106.

7. Журавлев В.П., Буянов А.Д., Цыцура А.А. Комплексное обеспыливание промышленных предприятий.- Алчевск: изд-во «Копия», 1994.- 396 с.

8. Лейте В. Определение загрязнений воздуха в атмосфере и на рабочем месте/ Под ред. П.А. Коузова, В.А. Симонова. Л.: Химия, 1980 - 375 с.

9. Ушаков К.З., Кирин Б.Ф., Ножкин Н.В. и др. Охрана труда.- М.: Недра, 1986.- 263 с.

10. Бретшнайдер Б., Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнений.- Л.: Химия, 1989.- 288 с.

11. Инженерные решения по охране труда в строительстве / Под ред. Г.Г.Орлова.- М.: Стройиздат, 1985.- 278 с.

12. Бресневич П.В., Ткаченко А.В. Микроклимат железобетонных карьеров и нормализация их атмосферы.-М.:Гидрометеоиздат,1987.- 176 с.

13. Зайончковский Я.С. Обеспыливание в промышленности.- М.:Изд-во лит-ры по стр-ву, 1969.- 350 с.

14. Недин В.В., Нейков Д.Д. Современные методы исследования рудничной пыли и эффективности противопылевой вентиляции.- М.: Недра, 1967.- 171 с.

15. Гельфанд Ф.М., Журавлев В.П., Поелуев А.П. и др. Новые способы борьбы с пылью в угольных шахтах.-М.:Недра,1975.-288с.

16. Саранчук В.И., Качан В.Н., Рекун В.В.и др. Физико-химические основыгидрообеспыливания и предупреждения взрывов угольной пыли.-Киев: Наук.думка, 1984.- 216 с.

17. Чистякова С.Б. Методика комплексного анализа и прогнозирования состояния окружающей городской среды с учетом гигиенических требований // Гигиена планировки и благоустройства городов. М.: Наука, 1974,- С. 21-23.

18. Крейдин Э.М., Смыковская Г.Ю., Чистякова С.Б. Градостроительные критерии охраны окружающей среды в новых городах. М. : Стройиздат, 1980.- 270 с.

19. Райст П. Аэрозоли. М.: Мир, 1987. - 280 с.

20. Справочник по борьбе с пылью в горнодобывающей промышленности/ Под ред. А.С.Кузьмича.-М.: Недра, 1982.- 240 с.

21. Журавлев В.П., Беспалов В.И. Выбор способов и проектирование систем борьбы с пылью на источниках пылеобразования промышленных предприятий // Известия вузов. Строительство и архитектура.- N 10, 1988.- С.78-82.

22. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха.- Изд.2-е перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1981.- 296 с.

23. Справочник по пыле- и золоулавливанию.- Под ред. А.А.Русанова.- М.:

24. Энергоатомиздат, 1983.- 296 с.

25. Плешаков И.В. Повышение эффективности обеспыливания воздуха низконапорным орошением с помощью добавок химических веществ // В сб. научн. тр. МНТК «Строительство-2007».- Ростов н/Д: изд-во РГСУ, 2007.- С.107-108.

26. Журавлев В.П., Буянов А.Д., Цыцура А.А. Комплексное обеспыливаниепромышленных предприятий,- Изд. 2-е.- Алчевск: Изд-во "Копия", 1998.- 396с.

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

28. Системы борьбы с пылью на промышленных предприятиях/ В.И. Саранчук, В.П. Журавлев, В.В. Рекун, В.И. Беспалов, Н.А.Страхова и др.- Киев: Наукова думка, 1994.-191с.

29. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю., Мягков Б.И. и др. Очистка промышленныхгазов от пыли.- М.: Химия, 1981.- 392с.

30. Штокман Е.А. Очистка воздуха от пыли на предприятиях пищевой промышленности.- М.: Пищевая промышленность, 1977.-304с.

31. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии.- М.: Металлургия, 1977,- 314 с.

32. Горбис З.Р. Теплообмен и гидродинамика дисперсных сквозных потоков.- М.: Энергия, 1970.- 423 с.

33. Цыцура А.А. Физико-химическая модель пылеулавливания при гидрообеспыливании // В кн.: Обеспыливание в строительстве.-Ростов н/Д: Изд-во РИСИ, 1987.- С. 44-45.

34. Кудряшов В.В.,Воронина Л.Д.,Шуринова М.К. Смачивание пыли и контроль запыленности воздуха в шахтах.-М.:Недра,1979.-199 с.

35. Кудряшов В.В. Научные основы гидрообеспыливания шахт Севера,-М.: Наука, 1984.- 264с.

36. Журавлев В.П.,Гращенков Н.Ф.,Егель А.Е. Исследование пылеоб-разоваиия при работе очистных комбайнов в лавах с производительностью более 1000 т угля в сутки //Известия вузов.Горный журнал.- 1978.- N 2.- С.88-91.

37. Фролов М.А., Зырянов Е.Г., Кураков А.В. Повышение эффективностиподавления пыли водой за счет турбулизации потока//Борьба с силикозом.- 1970.- N 8,- С.37-40.

38. Пененко В.В., Алоян А.Е. Модели и методы для задач охраны окружающей среды.- Новосибирск: Наука, 1985.- 256 с.

39. Федяевский К.К., Блюмина JI.X. Гидроаэродинамика отрывного обтекания тел.- М.: Машиностроение, 1977.- 120 с.

40. Чжен П.К. Управление отрывом потока: экономичность, эффективность, безопасность.- М.: Мир, 1979.- 552 с.

41. Гогиш JI.B., Степанов Г.Ю. Турбулентные отрывные течения.- М.: Наука, 1979.- 367 с.

42. Белов И.А. Взаимодействие неравномерных потоков с преградами. JL: Машиностроение, 1983.- 144 с.

43. Эльтерман В.М. Охрана воздушной среды на нефтехимических предприятиях.- М.: Химия, 1985.- 160 с.

44. Шелудко А.И. Коллоидная химия.- М.: ИЛ, I960,- 332 с.

45. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. -М.: Изд-во МГУ, 1982.- 352 с.

46. Гамеева О.С. Физическая и коллоидная химия.- М.:Высшая школа, 1977.-415 с.

47. Менковский М.А., Шварцман JI.A. Физическая и коллоидная химия. -М.: Химия, 1984.-368 с.

48. Примак А.В., Щербань А.Н., Сорока А.С. Автоматизированные системы защиты воздушного бассейна от загрязнения.-Киев: Тэхника, 1988.- 166 с.

49. Беркович Н.Т., Бухман Я.З. Промышленная пыль.- Свердловск : Гос. науч.-техн.изд-во лит. по черной и цветн. металлургии, Свердловское отд., I960.- 238 с.

50. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Список N 3086-84.- М.: Изд-во стандартов, 1984.- 8 с.

51. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде.- Л.: Химия, 1986.- 456 с.

52. Ромашов Г.И. Основные принципы и методы определения дисперсного состава промышленных пылей.- Л.:Изд-во ЛИОТ, 1935.-137 с.

53. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы.- Изд. 2-е. - Пер. с англ. под ред. Н.А.Фукса.- Л.: Химия, 1972.- 428 с.

54. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов.- Л.: Химия, 1974.- 297 с.

55. Бакланов Г.М. Снижение запыленности на цементных заводах .- Киев: Будивельник, 1965.- 178 с.

56. Дерягин Б.В., Духин С.С. Об осаждении частиц аэрозолей на поверхностях фазового перехода. Диффузионный метод пылеулавливания. Значение в медицине//ДАН CCCP.-1956.-T.3.-N 3.-С.613-616.

57. Дерягин Б.В. Современная теория устойчивости лиофобных суспензий и золей//В кн.:Труды III Всес.конф.по коллоидной химии (г.Москва, 1956).- М.: Изд-во АН СССР, 1956,- С. 226-249.

58. Дерягин Б.В., Кротова Н.А., Смилга В.П. Адгезия твердых тел .- М.: Наука, 1973.- 280 с.

59. Адамсон А.Физическая химия поверхностей.-М.:Мир,1979.-568с.

60. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления . Л.: Химия, 1967.- 388 с.

61. Измайлова В.Н., Ребиндер П.А. Структурообразование в белковых системах.- М.: Наука, 1974.- 268 с.

62. Моррисон С.Р. Химическая физика твердых поверхностей. М.: Мир, 1980.- 488 с.

63. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха.- Изд.2-е перераб.и доп. М.: Стройиздат, 1981.- 296 с.

64. Коузов П.А., Скрябина Л.Я. Методы определения физико-химическихсвойств промышленных пылей.- Л.: Химия, 1983.-143 с.

65. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков.- Изд.2-е перераб. и доп.-М.: Химия, 1976.-432 с.

66. Васильевский С.В., Беспалов В.И. О классификации систем пылеулавливания в рабочей зоне и пылеочистки вентиляционного воздуха в промышленности // В кн.: Тез.докл. обл.науч.-техн. конф.(г.Ростов н/Д, 1988).- Ростов н/Д: Изд-во Знание,1988.1. С. 110.

67. Журавлев В.П., Васильевский С.В., Беспалов В.И. Принципы совершенствования процесса пылеулавливания в производственных помещениях//В кн.: Тез.докл.всес.науч.-практ.конф. (г.Ташкент, 1988).-Ташкент: Изд-во филиала ВЦНИИОТ ВЦСПС, 1988.-Ч.1 .-С. 122.

68. Литвинов А.Т. Об инерционном осаждении частиц на каплях жидкости

69. Журн.прикл.химии.-1965.-Т.ЗЗ,вып. 10.-С.223 7-2242.

70. Дерягин Б.В., Смирнов Л.П. О безынерционном осаждении на сферечастиц из потока жидкости под действием сил приняжения Ван-дер-Ваальса // В кн. «Исследования в области поверхностных сил».-М.:Наука, 1967.- С. 188-206.

71. Дерягин Б.В., Смирнов Л.П. О безынерционном электростатическом осаждении частиц аэрозоля на сфере, обтекаемой вязким потоком // Коллоид. журн.-1967.-Вып.29.- С.400-411.

72. Духин С.С., Каганер В.М. Влияние эффекта обтекания на пылеулавливание при орошении // Изв вызов. Горн, журн.- 1954.-Вып. 11.-С. 51-56.

73. Евтушенко И.И. Совершенствование методики прогноза эффективности процесса обеспыливания воздуха рабочих зон ленточных конвейеров низконапорным орошением.- Материалы междунар. НПК «Строи-тельство-2009».- Ростов н/Д: Изд-во РГСУ, 2009.- С. 133-135.

74. Кирин Б.Ф., Журавлев В.П., Рыжих Л.И. Борьба с пылевыделениями вшахтах,- М.:Недра, 1982.- 240с.

75. Беспалов В.И., Данельянц Д.С., Мишнер Й. Теория и практика обеспыливания воздуха.- Ростов н/Д, Изд-во "МП-Книга",2000.- 190 с.

76. Журавлев В.П., Буянов А.Д., Беспалов В.И., Соколова Г.Н. Альбом технических решений (пылеулавливание, пылеочистка, рассеивание пыли).-Украина-Россия.-Алчевск:Изд-во "Копия", 1995. 139 с.

77. Беспалов В.И., Журавлев В.П. Моделирование и проектирование систем борьбы с промышленной пылью //В кн.:Обеспыливание при проектировании, строительстве и реконструкции промышленных предприятий.- Ростов н/Д: Изд-во РИСИ, 1989.-С.4-13.

78. Кирин Б.Ф. Влияние поверхностного натяжения капель на эффективность орошения// Техника безопасности,охрана труда и горноспасательное дело.- 1978.- N 7.- С. 10-11.

79. Панов Г.Е. Предварительное увлажнение массивов на угольных шахтахи карьерах.- М.:Недра, 1978.- 128 с.

80. Лихачев Л.Я., Медведев В.Т., Турин В.В. Некоторые результаты исследования взаимодействия капель жидкости с тонкодисперсной угольной пылью // В сб.тр.ВостНИИ. Прокопьевск, 1974.1. Т.21.- С. 35-42.

81. Зонтаг Г., Штренге К. Коагуляция и устойчивость дисперсных систем/

82. Пер. с нем. под ред. О.Г.Усьярова.- Л.: Химия, 1973.- 152с.

83. Журавлев В.П., Глузберг В.Е. Исследование физических процессов, протекающих при пылеподавлении с помощью орошения// Техникабезопасности, охрана труда и горноспасательное дело. -1978. N 4.-С. 18-21.

84. Сумм Б.Д., Горюнов Ю.В. Физико-химические основы смачивания ирастекания.- М.: Химия, 1976.- 232 с.

85. Беспалов В.И., Страхова Н.А. Методика расчета эффективности гидроорошения с учетом энергетических параметров // В кн. : Обеспыливание в строительстве.-Ростов н/Д: Изд-во РИСИ,1987.- С.91-100.

86. Журавлев В.П., Беспалов В.И. Критериальная оценка и моделированиепроцесса гидрообеспыливания//В кн.:Тез.докл.П всес. науч.-техн.конф.(г.Караганда, 1988).-Караганда: Изд-во КарГУ, 1988.- С. 1213.

87. Страхова Н.А. Прогноз и повышение эффективности гидрообеспыливания при добыче и использовании угля: Дис. на соиск. уч. степ, к.т.н.- 05.15.11.-Ростов н/Д, 1987.- 247с.- (Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР).

88. Цыцура А.А. Управление процессом очистки атмосферы от пыли на основе физико-химического подхода к рассмотрению механизмов взаимодействия пылевых аэрозолей с диспергированными жидкостями: Автореф. дисс.на соиск.уч.степ.д.т.н.-11.00.11.

89. Ростов н/Д, 1991.-46 с.-(Северо-Кавказский научный центр высшей школы).

90. Асланов С.К., Гирин А.Г. Гидродинамическая неустойчивость как механизм диспергирования в двухфазных потоках // В кн.: Физика аэродисперсных систем. Одесса: Вища школа, изд-во ОГУ,1982,- вып.22.- С.77-83.

91. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкости.- М.: Химия, 1979.216 с.

92. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Основы техники распыливания жидкостей.-М.: Химия, 1984.- 256 с.

93. Пажи Д.Г. Распиливающие устройства в химической промышленности.- М.: Химия, 1975.- 200 с.

94. Качан В.Н., Коренев А.П. Определение среднего размера капель при распыливании жидкости унифицированными форсунками / В кн.: Борьба с газом, пылью и выбросами в угольных шахтах, 1975.- вып.2.-С.114-118.

95. Дитякин Ю.Ф., Клячко Л.А., Новиков Б.В. и др. Распыливание жидкостей." М.: Машиностроение, 1977.- 208 с.

96. Глузберг В.Е. Исследование физических механизмов пылеподавления диспергированной жидкостью и совершенствование параметров и средств орошения для борьбы с пылью при работе горных комбайнов: Дисс.канд.техн.наук:05.26.01 -Караганда, 1979.-300с.

97. Фукс Н.А. Механика аэрозолей.-М.:Изд-во АН СССР, 1955.-352 с.

98. Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию.- Пер.с англ.- М.: Мир,1987.-280с.

99. Борисов.А.А,Гельфанд Б.Е.,Натанзон М.С. и др. О режимах дробления капель и критериях их существования//ИФЖ, 1981.-t.40.-N 1.-С.64-70.

100. Нельсон И.А., Сажин П.Д., Щетников Г.А. О пылеподавляющей способности электрозаряженного водного аэрозоля // Научн. труды ПНИУИ.- 1971.- Вып. 12.- С. 158-167.

101. Ищук И.Г., Поздняков Г.А. Перспективы увеличения эффективности средств борьбы с пылью при работе добычных комбайнов // В кн.:

102. Сб.тр.ИГД им.А.А.Скочинского.-М.: Изд-во ИГД им. А. А. Скочинского, 1975.-Вып. 127.- С. 183-192.

103. Ягнышева J1.M., Рыжков Ф.П. Магнитная обработка воды и растворов как средство повышения эффективности пылеподавления на рудниках // Изучение физико-химических свойств пыли и возможность их использования в целях пылеулавливания.- М., 1970.- С. 52-56.

104. Ярославский З.Я., Долгоносов Б.М. Исследование воздействия магнитных полей на воду // Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем.- М.:Цветметинформация, 1971.-С. 51-55.

105. Саранчук В.И., Журавлев В.П., Вейсенберг И.В. Химические вещества для борьбы с пылью.- Киев: Наукова думка, 1988.

106. Саранчук В.И., Рекун В.В., Поздняков Г.А. Электрические поля в потоке аэрозолей.- Киев: Наукова думка, 1981.- 112с.

107. Теория турбулентных струй /Под ред. Г.Н. Абрамовича.- М.: Наука, 1984,- 720 с.

108. Угинчус А.А. Гидравлика и гидравлические машины.- Изд. 4-е, пере-раб.- Харьков: Изд-во ХГУ, 1970.- 395 с.

109. Биркгоф Г. Гидродинамика: Методы. Факты. Подобие.- М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1963.-244 с.

110. Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.-3-е изд.,перераб.-Л.:Химия,1982.-288 с.

111. А.с.№ 1375835 (SU). Способ пылеподавления. /Журавлев В.И., Вейсенберг И.В., Беспалов В.И., Страхова Н.А. Опубл. 23.02.1988; Бюл. № 7.- 3 с.

112. А.с.№ 1274842 (SU). Способ подготовки отработанной формовочной смеси. /Журавлев В.П., Вейсенберг И.В., Страхова Н.А. и др. Опубл. 07.12.1986; Бюл. №45.-2 с.

113. А.с.№ 1355728 (SU). Ороситель. / Журавлев В.И., Беспалов В.И., Страхова Н.А. Опубл. 30.11.1987; Бюл. № 44,- 4 с.

114. А.с.№ 1606715 (SU). Ороситель. / Беспалов В.И., Страхова Н.А., Журавлев В.И., Вейсенберг И.В. Опубл. 15.11.1990; Бюл. № 42.- 3 с.

115. A.c.N 1690824 (СССР). Устройство регенерационной очистки запыленного воздуха /Беспалов В.И. Заявл.31.05.89.//Б.И.-1991.- N 42.

116. Пример работы в среде программного комплекса1. GEO-NO»1сходные данные 3:Выбор и расчет 4:Ьазы Window U:Сервис1:Чтение 2:Новый1. ЗгСохранить 4:3апись как5:0бъем расчетов: F5

117. F1 Помощь F10 Меню Alt-X Exit F3 Чтение F2 Сохран FS Zoom F6 Next

118. Допустимые устройства при очистке Расчет отдельных устройств1:Файл 2:Исходные данные 3:Выбор иасчет 4:Базы Uindou 0:Сервис

119. Ш1: <-> Система низконапорного орошения :(Гидравлический:0рошениш

120. Устройство: Система низконапорного орошения Способ: Гидравлический Бид: Орошение

121. Использование: Данные для расчета на: 1|) Использовать ~ I•> Не использовать Эффективности пылеподавления b fgJH

122. МШ, Марка шшяшшшшшшя^^^шшшшш

123. F10 Меню ftlt-X Exit F3 Чтение F2 Сохран F5 Zoom F6 Next1омощь1. GEO-NOб) Открытое диалоговое окно «Выбор и расчет»а) Открытое диалоговое окно «Файл»

124. Давл. жидк. перед ороа. Па НоэФ. расхода сопла D сопла оросителя <м)

125. F1 Помощь F10 Меню fllt-X Exit F3 Чтение F2 Сохран F5 Zoom F6 Nextв) Открытое диалоговое окно «Исходные данные»

126. Допустимые устройства при очистке Расчет отдельных устройств

127. Система низконапорного орошения1. Гидравлический:ОрошениА

128. Устройство: Система низконапорного орошения Способ: Гидравлический Вид: Орошение0,87 (орош.жидкость:Вода)

129. F1 Помощь F10 Меню ftlt-X Exit F3 Чтение F2 Сохран F5 Zoom F6 Nextг) Окно вывода результатов расчета

130. Результаты предварительных экспериментальных исследований