Моделирование полей концентраций вредных веществ и обоснование воздухообмена в производственных помещениях

• Автор: Кузнецов, Илья Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОМЕЩЕНИЯХ.

1.1 Исследование процессов распространения вредных веществ

в помещениях 1

1.2 Математическое моделирование процессов распространения вредных веществ в помещениях.

1.3 Выводы по первой главе и постановка задачи исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОМЕЩЕНИЯХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ.
2.1 Уравнения математической модели процессов распространения вредных веществ в помещениях сложной конфигурации

2.2 Интегральный показатель качества воздуха

2.3 Выводы по второй главе

3 ПАКЕТ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОМЕЩЕНИЯХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ.
3.1 Состав и структура пакета прикладных программ.
3.2 База данных модели
3.3 Организация взаимодействия блоков модели в комплексе
3.4 Выводы по третьей главе.
4 АККУМУЛИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЕНТИЛИРУЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
4.1 Постоянный источник вредных веществ.
4.2 Периодический источник вредных веществ
4.3 Случайный источник вредных веществ
4.4 Выводы по четвертой главе
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ.
5.1 Использование разработанной математической модели и интегрального показателя качества воздуха для определения эффективного воздухообмена.
5.2 Выводы по пятой главе
6 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОМЕЩЕНИЯХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ.
6.1 Методика проведения экспериментов
6.2 Оценка погрешности измерений концентраций вредных веществ
6.3 Результаты экспериментов.
6.4 Выводы но шестой главе
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Разработан новый подход к определению концентраций вредных веществ и эффективного воздухообмена в помещениях сложной конфигурации, который может быть использован при проектировании систем вентиляции для широкого класса помещений в различных отраслях промышленности. Использование предлагаемого подхода позволяет проектировщику на начальной стадии проектирования выбрать воздухообмен в помещениях, ускорить процесс проектирования, повысить качество проектных работ и снизить затраты на вентиляцию. Полученные результаты могут быть использованы при оценке других параметров микроклимата производственных помещений. Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на региональном межвузовском семинаре «Моделирование процессов тепло- и массообмена» (Воронеж - г. Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (Воронеж - г. Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных работ, общим объемом стр. Личный вклад автора составляет стр. Основные результаты по разработке математической модели распространения вредных веществ в производственных помещениях опубликованы в Научном вестнике Воронежского государственного архитектурно-строительного университета [1] и в Вестнике Воронежского государственного технического университета [2, 5] (издание из перечня ВАК РФ); расчет влияния аккумулирующей способности вентилируемых помещений на динамику полей концентраций опубликован в Вестнике Саратовского государственного технического университета [3] (издание из перечня ВАК РФ); использование интегрального показателя качества воздуха для оценки воздухообмена опубликовано в Вестнике Воронежского государственного технического университета [4] (издание из перечня ВАК РФ). Объем н структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов и списка литературы. Диссертация изложена на 5 страницах и содержит: страницы машинописного текста, список литературы из 5 наименований, рисунков, 1 фотографию, таблиц и 1 приложение. Производственные помещения промышленных зданий характеризуются, как правило, многообразием источников и видов выделяющихся вредных веществ, оказывающих отрицательное влияние на самочувствие человека, технологический процесс и окружающую атмосферу. К основным вредным веществам в производственных помещениях обычно относят те, которые снижают производительность труда и отрицательно влияют на самочувствие и здоровье человека. Их источники в производственных помещениях весьма разнообразны, а сами вредные вещества встречаются в различных сочетаниях. Обычно в указанных помещениях проектируются в общем случае практически все виды вентиляции: общеобменная, местная вытяжная, местная приточная, аварийная. В принципе, сочетание этих видов вентиляции может быть разнообразным и зависит от конкретных условий и требований. Чаще всего общеобменная сочетается с местной вытяжной. Имеющийся отечественный опыт показывает, что энергетические затраты на вентиляцию могут достигать величин, соизмеримых с затратами на технологический процесс, что приводит к увеличению себестоимости продукции. Следовательно, решения вентиляции и методы ее расчета должны быть такими, которые позволяли бы максимально снизить расходы при безусловном выполнении целевого признака вентиляции: обеспечение нормируемого микроклимата при минимальных расходах, в первую очередь воздуха. Благодаря работам таких известных отечественных ученых как профессора Г. А. Максимов, В. В. Батурин, С. Е. Бутаков, М. И. Гримитлин, В. П. Титов, Г. М. Полушкин, В. И. Позин и др. Созданы приближенные математические модели вентиляции, которые прошли успешную апробацию и проверку на моделях и в натуре. Разрабатываются более точные решения на базе дифференциальных уравнений Навье-Стокса, существенно расширяющие возможности теоретического решения и позволяющие получать не только количественную, но и качественную картину процесса. Наиболее доступным является так называемый балансовый метод, позволяющий определять требуемые расходы воздуха в комплексе с расчетом воздухораспределения при различных краевых условиях. Это дает возможность вести вариантное проектирование и выбирать наиболее целесообразное решение.