Динамика процессов промышленной вентиляции

• Автор: Полосин, Иван Иванович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 360 с. : ил

Содержание
Введение.
Глава 1 Обоснование необходимости системного подхода к решению задач промышленной вентиляции.
1.1 Современный подход к расчт поступления вредных веществ в помещение от технологического оборудования
1.2 Состояние проблемы моделирования динамических процессов воздухообмена и динамики концентраций вредных веществ производственных помещений
1.3 Состояние вопроса расчта концентраций вредных веществ и воздухообмена при аварийных ситуациях.
1.4 Сос тояние взаимосвязи качества наружного воздуха в узлах воздухозабора приточных систем вентиляции с процессами воздухообмена помещений очистки вентиляционных выбросов и рассеивания вредных веществ в атмосфере
1.5 Анализ экологоэкономических характеристик, мониторинга и способов интенсификации очистки вентиляционных
выбросов.

1.6 Выводы по первой главе.

1.7 Цель и задачи исследований.

Глава 2 Закономерности динамических процессов воздухообмена и распределения концентраций вредных веществ в производственных помещениях
2.1 Исследование интенсивности выделения вредных веществ в
производственные помещения.
2.1.1. Классификация нестационарных источников выделения
вредных веществ
2.1.2. Исследование процессов газовыделений от нестационарных источников вредностей при различных режимах истечения газов
2.2 Функции импульсов источников выделения вредных веществ периодического действия
2.3 Математическое моделирование полей концентраций вредных веществ в вентилируемых помещениях при динамических процессах воздухообмена и нестационарных источниках вредностей
2.3.1 Моделирование полей концентраций нестационарных источников вредностей
2.3.2 Моделирование динамики концентраций вредных веществ с подвижными источниками вредностей.
2.3.3 Исследование распределения концентраций вредных веществ в помещениях с прерывистыми непериодическими источниками.
2.3.4 Исследование динамики концентраций вредных веществ при их истечении из оборудования
2.3.5 Динамика концентраций вредных веществ в помещениях с периодическими источниками прямоугольной формы импульса
2.3.6 Динамика концентраций вредных веществ в помещениях с периодическими источниками трапецеидальной формы импульса
2.3.7 Исследование динамики концентраций вредных веществ с периодическими источниками треугольной формы импульса.
2.3.8 Динамика концентраций вредных веществ в помещениях с периодическими источниками синусоидальной формы импульса Ю
2.3.9 Динамика концентраций вредных веществ в помещениях с периодическими источниками срезанной синусоидальной формы
импульса
2.4 Взаимосвязь интенсивности поступления вредных веществ и воздухообмена при аварийных ситуациях
2.5. Исследование изменения концентрации аэрозоли пыли
в помещении
2.6. Выводы по второй главе
Глава 3 Исследование динамических процессов промышленной вентиляции на физических моделях и в натурных условиях
3.1. Алгоритм расчета динамики концентраций вредных веществ и воздухообмена при нестационарных источниках вредностей
3.2. Экспериментальное подтверждение адекватности
математической модели динамики концентраций вредных веществ.
3.2.1. Методика проведения исследований
3.2.2. Оценка погрешности измерений концентраций вредных
веществ
3.2.3. Результаты экспериментов
3.3. Результаты численных экспериментов на математической модели и их апробация на физических моделях и в натурных
условиях.
3.3.1. Пакет прикладных программ для математического моделирования динамических процессов воздухообмена и процессов выделения вредных веществ в производственные помещения
3.3.2. Исследование воздухообмена в производственных помещениях методом математического моделирования и на физических моделях
3.4. Развитие теоретических и практических основ распределения концентраций вредных веществ по высоте вентилируемых
помещений
3.4.1. Натурные исследования распределения вредных веществ в производственных помещениях.
3.4.2. Моделирование распределения вредных веществ по высоте помещения.
3.5. Выводы по третьей главе
Глава 4 Интенсификация очистки вентиляционных выбросов.
4.1 Динамический цикл вентиляции производственных помещений
4.2 Интенсификация очистки вентиляционных выбросов за счет предварительной их осушки
4.3 Интенсификация абсорбционных процессов очистки вентиляционных выбросов
4.4 Тепловая и экономическая эффективность утилизации теплоты вентиляционных выбросов перед их очисткой
4.5 Интенсификация очистки вентиляционных выбросов за счет разработки новых конструкций пылегазоуловителей
4.5.1 Математическое моделирование процессов очистки вентиляционных выбросов фильтровальным зернистым неподвижным слоем
4.5.2 Математическое моделирование процессов очистки газов фильтрами с движущейся зернистой массой
4.5.3 Экспериментальная проверка адекватности математических моделей реальным условиям очистки вентиляционных выбросов в зернистых фильтрах.
4.6 Выводы по четвертой главе.
Глава 5 Экологоэкономические аспекты внедрения новых конструкций аппаратов очистки вентиляционных выбросов
5.1 Аппараты и технические решения мокрой очистки выбросов
5.2 Аппараты и устройства очистки вентиляционных выбросов от жидких аэрозольных частиц
5.3 Конструкции аппаратов очистки выбросов, содержащих многокомпонентные смеси
5.4 Устройства для снижения концентрации загрязняющих веществ
в вентиляционных выбросах и приземном слое атмосферы
5.5 Аппараты и устройства очистки вентиляционных выбросов
методом адсорбции.
5.6 Аппараты и технические решения очистки выбросов в пористых фильтрах
5.6.1 Алгоритм расчета фильтров с зернистой однослойной
насадкой
5.6.2 Алгоритм расчета многослоевых зернистых фильтров
5.7 Методика техникоэкономического и экологического обоснования внедрения аппаратов очистки вентиляционных
выбросов
5.8 Выводы по пятой главе.
Глава 6 Мониторинг вентиляционных выбросов.
6.1 Прогнозирование загрязнения окружающей среды вентиляционными выбросами.
6.2 Алгоритм и блоксхема прогнозной оценки загрязнения окружающей среды вентиляционными выбросами
6.3 Инструментальные методы контроля за загрязнением окружающей среды вентиляционными выбросами
6.4 Выводы по шестой главе
Общие выводы.
Литература


Нагрев воздуха или подмешивание к нему газов, имеющих отличную от него плотность, приводят к расслоению воздуха по высоте помещения 6. Создавшееся расслоение определяет процессы переноса вредных веществ в вентилируемом помещении. Процессы, протекающие при расслоении среды и плотности характеризуются критерием Ричардсона, который также был применн для решения вентиляционных задач 6. Критерий Ричардсона является безразмерным отношением факторов, стабилизирующих расслоение в атмосфере, к факторам, характеризующим турбулентное перемешивание. В вентиляции В. М. Эльтерманом предложен критерий К, являющийся модификацией критерия Ричардсона. Расслоение, вызываемое подмешиванием к воздуху вредных газов также оценивается коэффициентом распределения концентраций. П.А. Санниковым установлено, что если из оборудования выделяются газы, и пары легче воздуха то наибольшие их концентрации будут в верхней зоне помещения7. В этом случае концентрации вредных веществ распределяются почти так же, как избрлточные температуры. Более сложно изменяется по высоте помещения концентрация вредных веществ, плотность которых выше плотности воздуха. Как показали исследования В. М. Эльтермана 6, М. Ю. Куна 9 и наши исследования в производственных условиях 6 при выделении тяжелых газов совместно с теплом максимальные концентрации этих веществ во многих случаях не наблюдаются в нижней зоне помещений. Эльтерманом В. Аг разность температур в любых двух точках, например, в рабочей зоне и приточном воздухе, К. Параметр Р представляет собой отношение изменения плотности воздуха за счет подмешивания к воздуху газов к уменьшению его плотности за счет нагревания. В.М. Р меньше 0,4. Из выше приведенного следует, что удаление загрязненного воздуха следует производить из верхней или нижней зоны в зависимости от величины параметра Р. Р оказывается меньше 0,4 гм3 С и удаление воздуха всегда должно производиться только из верхней зоны независимо от теплоизбытков. Вместе с тем нормами 2 удаление воздуха рекомендуется предусматривать согласно табл. Таблица 1. В практике проектирования, как следует из таблицы, получило применение двухобъемное удаление воздуха в случае выделения тяжелых газов и параметр Р не применяется. Проф. Э.В. Сазоновым 5, также рекомендуется двухобъемное удаление воздуха. Параметр Р в практике проектирования применения не получил. Кроме того, параметр Р на учитывает динамику изменения концентраций в аварийных ситуациях. Необходимость и актуальность развития теории В. М. Эльтермана о применении параметра Р для исследования динамики концентраций вредных веществ и выборе рациональной схемы организации воздухообмена и очистке вентиляционных выбросов очевидна. В работе 3 разработана методика расчта концентрации газовых вредностей при действии в вентилируемых помещениях нестационарных источников. Однако эта методика не учитывает многообразия нестационарных источников вредностей, в результате чего практическое е применение Офаничено. В отличие от физического математическое моделирование позволяет изучать все параметры вентиляционных процессов, относящихся как к модели, так и к реальному объекту. В последнее время, как уже было указано выше, для расчетов вентиляционных процессов наиболее широкое распространение получили методы математического моделирования, использующие вычислительную технику ,2,4,5,0,7,6,8. Выполнение расчетов методами математического моделирования дат возможность решать комплексные задачи вентиляции. В настоящее время как в нашей стране так и за рубежом разрабатываются и совершенствуются математические модели, позволяющие моделировать сложные вентиляционные процессы формирования полей концентраций, главным образом от стационарных источников вредностей 0,8,3. Вместе с тем остается слабо изученным вопрос разработки математических моделей динамики концентраций вредных веществ от нестационарных источников газовых вредностей, расчта и выбора схем воздухообмена в производственных помещениях с нестационарными источниками газовых вредностей в том числе и при аварийных ситуациях.