Математическое моделирование пылевоздушных течений вблизи местных вентиляционных отсосов от вращающихся цилиндрических деталей

• Автор: Аверкова, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ РАСЧЕТА ВОЗДУШНЫХ ТЕЧЕНИЙ ВБЛИЗИ ВСАСЫВАЮЩИХ ОТВЕРСТИЙ

1.1 .Основные принципы расчета местных вентиляционных отсосов

1.2.Метод линейных и точечных стоков.

1.3. Метод наложения потоков.

1.4. Метод сингулярных интегральных уравнений

1.5. Методы теории функций комплексного переменного

1.6. Методы вихревой, магнитной и электрогидродинамической аналогий.

1.7. Численное решение уравнения НавьеСтокса

в различных упрощениях.

1.8. Выводы к главе
ГЛАВА 2. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ДИНАМИКИ ОДИНОЧНЫХ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ ВБЛИЗИ
МЕСТНЫХ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ ОТСОСОВ ОТ ЦШШНДРИЧЕСКИХ ВРАЩАЮЩИХСЯ ДЕТАЛЕЙ.
2.1. Численный алгоритм расчета
2.1.1. Алгоритм расчета поля скоростей течения для многосвязных областей с вращающимися цилиндрами.
2.1.2. Построение траекторий пылевых частиц
2.2. Расчет динамики пылевых частиц у открытых местных отсосов.
2.3. Моделирование динамики пылевых частиц в аспирационных укрытиях
2.3.1 .Модельные задачи
2.3.2. Расчет максимального диаметра пылевых частиц от укрытия с одинарными стенками
2.3.3. Расчет максимального диаметра пылевых частиц от укрытия с двойными стенками
2.3.4. Расчет максимального диаметра пылевых частиц от укрытия с двойными стенками, снабженного вращающимся цилиндром.
2.3.5. Расчет максимального диаметра пылевых частиц
от укрытия с двойными стенками, снабженного двумя вращающимися цилиндрами.
2.3.6. Расчет максимального диаметра пылевых частиц от укрытия с двойными стенками, снабженного вращающимися цилиндром и цилиндромотсосом
2.4. Выводы к главе
ГЛАВА 3. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПЫЛЕВЫХ АЭРОЗОЛЕЙ В АСПИРАЦИОН1ТЫХ УКРЫТИЯХ.
3.1. Моделирование воздушных течений в замкнутом помещении.
3.1.1. Численный алгоритм расчета.
3.1.2. Модельные задачи
3.1.2.1. Обтекание тонкого козырька набегающим потоком.
3.1.2.2. Обтекание прямоугольного выступа набегающим потоком
3.1.2.3. Плоская турбулентная струя, истекающая из щелевого отверстия в плоской стенке.
3.1.2.4. Циркуляционные течения в прямоугольной области.
3.1.2.5. Динамика воздушных потоков в помещении административного корпуса Губкинской ТЭЦ
3.2. Моделирование динамики пылевой аэрозоли в аспирационном укрытии.
3.3. Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТАННЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ПЫЛЕГАЗОВЫХ ТЕЧЕНИЙ В МНОГОСВЯЗНЫХ ОБЛАСТЯХ С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ЦИЛИНДРАМИ.
4.1. Возможности программы расчета циркуляционных течений в замкнутом помещении.
4.2. Компьютерная программа Грохот.
4.3. Компьютерная программа Спектр для расчета плоских потенциальных течений.
4.4. Выводы к главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
Приложения.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 6 наименований. Общий объем диссертации составляет 8 страниц, включая рисунков и 6 таблиц. Во введении обоснована актуальность исследования, практическая и теоретическая значимость, научная новизна, достоверность полученных результатов, их апробация. В первой главе выполнен аналитический обзор методов расчета пылегазовых течений вблизи всасывающих отверстий, выяснено что наиболее перспективным методом является метод дискретных вихрей, который позволяет учесть вихревые течения, возникающие при срыве потока с острых кромок и гладкой поверхности, а также распространение вихревых структур с течением времени. Во второй главе разработана математическая модель и алгоритм ее численной реализации, основанные на методе граничных интегральных уравнений, пылевоздушного течения в многосвязных областях вблизи МВО, в спектре действия которых расположены вращающиеся цилиндры и цилиндрыотсосы. Исследована динамика пылевых частиц разных физических свойств вблизи МВО открытого и закрытого типов. В главе 3 на основе разработанной на основе МДВ и его комбинации с методом ГИУ математической модели и алгоритма ее численной реализации исследована динамика пылевой полифракционной аэрозоли в укрытии грохота. Определены закономерности изменения дисперсного состава пылевых аспирируемых аэрозолей в зависимости от геометрических и кинематических параметров аспирационного укрытия. В главе 4 описаны возможности разработанных компьютерных программ расчета циркуляционных течений в замкнутой прямоугольной области динамики полифракционных пылевых аэрозолей в укрытии грохота. Местные вентиляционные отсосы МВО это устройства для улавливания загрязняющих веществ, образующихся в различных технологических процессах. Производительность МВО это объем воздуха поступающего в вытяжное отверстие в единицу времени, иначе это объемный расход воздуха, улавливаемого МВО. Произвести расчет МВО это значит найти его производительность необходимую для улавливания загрязняющих веществ. Для этого необходимо в месте образования загрязняющих веществ создать скорость воздуха, способную транспортировать эти вещества к вытяжному отверстию МВО. Таким образом, необходимо определить скорости воздуха в некоторых характерных точках в местах образования загрязняющих веществ, индуцированное МВО при некоторой скорости всасывания у0чаще всего единичной. Обозначим скорости необходимые для улавливания загрязняющих веществ в этих точках ун1,у2,. Величина производительности местных отсосов пропорциональна затратам электроэнергии, необходимых лля их обслуживания. Поэтому производительность МВО должна с одной стороны обеспечивать улавливание загрязняющих веществ, с другой затраты электроэнергии должны быть минимальны. Существуют два способа экранирования механический и аэродинамический. Для механического экранирования используются различного рода поверхности козырьки, для аэродинамического воздушные приточные струи. Конструкции МВО уникальны, поскольку разнообразны технологические процессы разных отраслей промышленности. Существует следующая классификация местных отсосов 3,8. По степени изоляции от окружающего пространства выделяют отсосы открытого типа и отсосы от полных укрытий закрытого типа. Отсосы открытого типа находятся вне зоны выделения загрязняющих веществ. К ним относятся вытяжные зонты и панели, бортовые отсосы, активированные отсосы. Отсосы закрытого типа это вытяжные устройства, у которых источники выделений загрязняющих веществ находятся внутри. Это аспирационные укрытия, фасонные укрытия при обработке вращающихся изделий, кожухи, вытяжные камеры и шкафы, герметично или плотно закрывающие технологическое оборудование. Расчет МВО разных типов имеют свои особенности. Для открытых отсосов необходимо обеспечить улавливание как можно большего количества загрязняющих веществ. Для закрытых отсосов обеспечить в неплотностях скорость препятствующую выносу загрязняющих веществ из укрытия.