Снижение энергозатрат и химических выделений в процессах тепло- и массопереноса при изготовлении промышленных изделий

• Автор: Шашин, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Оглавление

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ЭНЕРГОЗАТРАТАМ НА ВЫПОЛ

НЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ВЫДЕЛЕНИЕМ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

1.1. Состав и основные показатели системы локализации и удаления из

укрытия химических выделений

1.2. Процессы, происходящие в укрытии химических выделений

1.3. Процессы в укрытии, сопровождаемые химическими выделениями

при изготовлении изделий

1.4. Технологические операции, выполняемые в укрытии при выделении химических веществ.

Выводы по главе 1.

2. ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО И МАССОПЕРЕНОСА В УК
РЫТИИ ВЫДЕЛЯЕМЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ НА ЭНЕРГОЗАТРАТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
2.1. Факторы, формирующие процесс выделения химических веществ
их источников в укрытии.
2.2. Математическая модель процесса в укрытии с выделением химических веществ из газотеплового источника.
2.3. Математическая модель движения газовоздушного потока в укрытии и результирующая скорость его удаления.
2.4. Зависимость скорости и расхода воздуха в рабочем проеме укрытия от его геометрических параметров.
у, ., 2.5. Влияние изменение режима удаления газовоздушной смеси из ук
рытия на концентрацию ВХВ в нем4
Выводы по главе 2.
3. КОМПЛЕКСНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
ОПЕРАЦИЙ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ИЗДЕЛИЙ В УКРЫТИИ ШКАФНОГО ТИПА
3.1. Энергозатраты при удалении из укрытия газовоздушной смеси
вентилятором
3.2. Энергозатраты при удалении из укрытия газовоздушной смеси
эжектором.
3.2.1. Влияние процессов в системе локализации и удаления ВХВ на коэффициент полезного действия эжектора
3.2.2 Рациональные режимы работы эжектора в составе средств локализации и удаления ВХВ.
Выводы по главе 3.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТО
ДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ НА УДАЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ИЗДЕЛИЙ В УКРЫТИИ.
4.1. Способ снижения скорости воздуного потока над газотепловым
источником в укрытии
4.2. Движение воздушного потока в щелевых отверстиях его отсоса
4.2.1. Влияние процесса смешения газовых потоков в камере эжектора на потери давления в ней
4.3. Методический подход к определению энергетических затрат на локализацию и удаление химических выделений из укрытия.
4.3.1. Алгоритм определения энергоэффективности локализации ВХВ укрытием шкафного типа.
4.3.2. Алгоритм определения энергоэффективности системы локализации и удаления ВХВ.
4.4. Комплексное определение энергозатрат системой локализации и
удаления химических выделений.
4.4.1. Энергозатраты на удаление химических выделений вентилятором
4.4.2. Энергозатраты на удаление химических выделений эжектором
4.4.3. Сравнение энергозатрат при удалении химических выделений вентилятором и эжектором.
Выводы по главе 4.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


К укрытиям также относятся различного рода камеры, в которых выполняются операции сушки, окраски, термообработки и т. В качестве побудителя местного отсоса образуемой газовоздушной смеси наиболее часто используется вентилятор и реже газовый эжектор вследствие его относительно низкого коэффициента полезного действия. Однако эксплуатационные преимущества в ряде случаев обусловливают необходимость его использования в ограниченном диапазоне изменения его параметров. Из многообразия конструкций укрытий химических выделений исследовалось укрытие шкафного типа с боковым отсосом газовоздушной смеси. В нем происходят сложные взаимодействия поступающего в него воздушного потока и конвективной струи, выносящей химические выделения из источника в укрытие, в сравнении с процессами в шкафном укрытии с осевым расположением центра источника и отверстия отсоса , , , . При боковом отсосе в большей степени отклоняются от рабочего проема выделяющиеся химические вещества, поэтому уменьшается их влияние на обслуживающий персонал, в нем снижаются потери давления на удар от воздействия воздушного потока под углом на тепловую струю источника ВХВ , 1, 5. В шкафном укрытии при площади поперечного сечения тепловой струи от источника более относительно площади укрытия начинает сказываться стеснение струи, а при превышении смешение потоков резко снижается стеснение и появляются обратные токи . Для исследования происходящих в ограниченном объеме процессов необходимо по рекомендации Рейнольдса проведение значительных по объему экспериментов, поскольку отсутствует строгая методика расчета турбулентных потоков. В укрытии и воздуховодах транспортирования газовоздушной смеси допускается концентрация ВХВ, многократно превышающая допустимую концентрацию в рабочей зоне ПДКр. Одновременно она не должна быть выше предельного значения для горючих взрывоопасных смесей. Снижение выделения ВХВ позволяет снизить необходимое поступление воздуха в укрытие, снизить затраты энергоресурсов и обеспечить нормируемое качество воздуха в зоне обслуживания укрытия. Исследования взаимодействия воздушного потока и конвективной струи при боковом отсосе газовоздушной смеси проведены В. Н. Посохиным , . Приближенная траектория отсоса струи была им определена заменой е траектории на длину, равной полусумме длины укрытия х0 и высоты г0 отсоса ВХВ. Однако при этом не учитываются размеры рабочего проема укрытия, скорость воздушного потока и конвективной струи, мощность теплового потока. Их учет позволяет более точно определить траекторию движения газовоздушной струи, полноту удаления ВХВ, величину скорости в отверстии отсоса и, следовательно, снижение энергозатрат. ВХВ в воздух против поступления их в укрытие. В турбулентнодиффузионном процессе химические вещества выделяются за счет градиента концентрации или парциального давления паров ВХВ. Чаще всего происходит сочетание конвективных и турбулентнодиффузионных движущих сил, которые вызывают поступление ВХВ в помещение. В укрытии отсутствует струйное течение, как это имеет место в отсосах открытого типа. Создаваемое в нем разрежение должно превышать образуемое гравитационное давление. Я 1 0, Лах5 при отношении гхх0 0,,8. Это условие дополняется ограничением средней концентрации горючей смеси в объеме укрытия равной с МЬ сх 6, так как она не может быть более нижнего концентрационного предела распространения пламени НКПРП , , 0. В этих условиях удаление газовоздушной смеси из укрытия должно производиться вентилятором во взрывозащищенном исполнении или эжектором. Эжектор не имеет потенциальных источников образования очага воспламенения смеси, долговечен изза отсутствия вращающихся деталей. Вентилятор в эжекторной системе может использоваться не во взрывозащищенном исполнении, т. Для определения области рационального использования эжектора в составе средств удаления вредных выделений требуется дополнительное проведение теоретических и экспериментальных исследований при наличии в системе значительных по величине гидравлических сопротивлений, характерных при удалении токсичных веществ.