Разработка и исследование ионного вентилятора-фильтра для очистки воздуха от пыли в помещениях АПК

• Автор: Смирнягин, Евгений Викторович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 149 с. : ил

Введение

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Необходимость очистки воздуха в помещениях АПК

1.2. Способы очистки воздуха от пыли. Характеристики воздухоочистителей и их классификация.

1.3. Электрофильтры

1.4. Электрический ветер при униполярном коронном разряде.

Ионный вентиляторфильтр

1.5. Выводы. Задачи исследования.

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ИОННОГО ВЕНТИЛЯТОРАФИЛЬТРА

2.1. Математическая модель процесса очистки воздуха в помещении от пыли при работе рециркуляционного ЭФ

2.2. Критерии эффективности рециркуляционного фильтра

2.3. Исследование зависимостей степени очистки воздуха от пыли в ИВФ и критерия X от напряжения
2.3.1. Получение математической модели.
2.3.2. Исследование зависимостей гф и XУ на
математической модели.
2.3.3. Экспериментальное исследование зависимостей степени очистки воздуха от пыли в ИВФ и критерия X от напряжения
2.4. Основные результаты и выводы
Глава 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО ОБРАЗЦА ИВФ.
3.1. Входные факторы и выходные параметры
3.2. Программа экспериментов.
3.3. Экспериментальный стенд.
3.4. Методика расчета степени очистки воздуха в ИВФ и критерия 1 при проведении лабораторных исследований.
3.5. Изучение влияния диаметра цилиндрической части иглы на выходные
параметры ИВФ
3.6. Выбор диаметра проволоки для изготовления некоронирующего электрода
3.7. Исследование зависимостей выходных параметров ИВФ от напряжения на ИВФ, межэлектродного расстояния в зоне зарядки и размера ячейки сетки.
3.8. Поиск определяющего электрического параметра ИВФ.
3.9. Исследование зависимостей выходных параметров ИВФ от расстояния между иглами
3 Исследование зависимости начального напряжения коронного разряда от межэлектродного расстояния в зоне зарядки, расстояния между иглами и размера ячейки сетки ИВФ
3 Исследование влияния межэлектродного расстояния в зоне осаждения и длины осадительных электродов на выходные параметры ИВФ
3 Основные результаты и выводы
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ИВФ
4.1. Программа исследований.
4.2. Экспериментальный стенд
4.3. Исследование связи между входными факторами ионного вентилятора и выходными параметрами ИВФ
4.4. Оптимизация геометрических параметров зоны зарядки ИВФ
4.5. Оптимизация геометрических параметров зоны осаждения ИВФ
4.6. Исследование генерации озона при работе ИВФ
4.7. Опытный образец ИВФ.
4.8. Основные результаты и выводы.
Глава 5. ИСПЫТАНИЯ ИВФ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
УСЛОВИЯХ. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИВФ.
5.1. Программа и методика испытаний.
5.2. Результаты испытаний.
5.3. Техникоэкономическая эффективность применения ИВФ для очистки воздуха помещения от пыли и микроорганизмов
5.4. Основные результаты и выводы.
Основные выводы.
Направления дальнейших исследований.
Список литературы


Цель работы повышение эффективности очистки воздуха от пыли и микроорганизмов в малообъемных помещениях АПК за счет использования ионного вентиляторафильтра ИВФ. Теоретически обосновать критерии эффективности ИВФ, получить аналитические выражения для их расчета и исследовать характер зависимостей выходных показателей ИВФ от напряжения на нем. Оптимизировать параметры ИВФ и исследовать озоновыделение при его работе. Разработать конструкцию ИВФ для очистки воздуха помещения от пыли и микроорганизмов при условии соблюдения предельно допустимой концентрации озона в очищенном воздухе. Объект исследования процесс очистки воздуха в ионном вентиляторефильтре, использующем явление электрического ветра. Предмет исследования закономерности процесса очистки воздуха в ИВФ, связь параметров ИВФ с его выходными показателями. Впервые обоснованы критерии эффективности рециркуляционных электрофильтров, в частности ИВФ, и получены аналитические выражения для их расчета. Установлены зависимости степени очистки воздуха в ИВФ и критерия эффективности конструкции ИВФ от напряжения на нем. Определены оптимальные значения параметров ИВФ. Получены результаты исследования озоновыделения при работе
На защиту выносятся следующие основные положения
1. Критерии эффективности ИВФ, аналитические выражения для их расчета и зависимости выходных показателей ИВФ от напряжения на нем. Оптимальные параметры ИВФ. Результаты исследования озоновыделения при работе ИВФ. Конструкция ИВФ. Результаты производственных испытаний ИВФ. Практическая ценность работы. Критерии эффективности рециркуляционных фильтров позволяют сравнивать различные аппараты по их обеспыливающему действию, оценивать эффективность применения фильтра в конкретном помещении и совершенство конструкции конкретного аппарата. Разработанный ИВФ, защищенный патентом на изобретение РФ 6, позволяет эффективно очищать воздух помещения от пыли и микроорганизмов в условиях производства. Реализация результатов работы. Разработанный ИВФ внедрен для очистки воздуха от пыли и микроорганизмов в ветеринарной лаборатории СПК Птицефабрика Челябинская. Результаты исследований ИВФ используются в учебном процессе Челябинского государственного агроинженерного университета. Апробация работы. Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в научных статьях. Получен один патент на изобретение. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка использованной литературы и приложений. Объем диссертации 9 страниц машинописного текста вт. Список использованной литературы содержит 7 источников. Глава 1. В связи с продолжающимся загрязнением окружающей среды отходами промышленного производства, автотранспортом, вентиляционными выбросами сельскохозяйственных предприятий все острее ставится вопрос об очистке воздуха. Основным критерием, характеризующим загрязненность воздуха, является его запыленность . Пылью обычно называют твердые взвешенные в воздухе частицы размерами менее 0 мкм. Пылевые частицы размерами менее 0,1 мкм относятся к неоседающей пыли 5, 8. Пыль сильно отличается от плотного вещества, из которого она образовалась. Как в физическом, так и в химическом отношении она более активна. По происхождению пыль делят на органическую растительного и животного происхождения, неорганическую металлическую и минеральную и смешанную 5. Химический состав пыли очень разнообразен. Например, бытовая пыль содержит органических веществ и неорганических. В больших количествах в ней обнаружены кремниевые соединения ,5 , оксиды алюминия 2,4 железа 1,5 и прочее. Наряду с органическими и неорганическими компонентами пыль включает многие металлы, в том числе свинец, цинк, медь, хром, олово, бериллий, ванадий, кобальт, молибден, никель, цирконий и др. Структура отдельных частиц пыли разнообразна волокнистая, иглообразная, хлопьевидная и т. Обычно пыль представляет собой смесь частиц веществ с различной структурой и неодинаковыми размерами. Преобладающая часть витающей в воздухе пыли состоит из частиц диаметром меньше 1 мкм. Приблизительно всей пыли составляют частицы диаметром мкм и только 0,0,1 частицы крупнее 4 мкм 2.