Обґрунтування параметрів нормалізації аероіонного режиму в приміщеннях при штучній іонізації повітря

Abstract

UK: Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.26.01 – охорона праці. – Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури», Дніпро, 2017. Дисертаційна робота присвячена вирішенню завдання обґрунтування параметрів нормалізації аероіонного режиму в приміщеннях при штучній іонізації повітря шляхом моделювання процесу розсіювання аероіонів, прогнозу та керування зазначеними показниками. У роботі одержані такі результати: розроблено нову 2D CFD модель для оцінювання та прогнозу параметрів аероіонного режиму в приміщеннях, яка дозволяє при дослідженнях враховувати геометричні характеристики приміщення, наявність встановленого обладнання, розташування вентиляційних отворів, режим штучної іонізації повітря, наявність джерел емісії аероіонів і пилу; для експрес- оцінювання параметрів аероіонного режиму в приміщеннях запропонована балансова модель, що відрізняється від відомих урахуванням залежності емісії аероіонів і пилу в приміщенні від часу й залежності від часу кратності повітрообміну; на основі побудованих чисельних моделей розроблено програмні коди для їх практичної реалізації; проведено експериментальні та теоретичні дослідження, які підтвердили адекватність розроблених чисельних моделей. Результати роботи впроваджені в практику підприємств Дніпровський завод будівельних матеріалів, ТОВ ПКФ «Біотон» для аналізу та прогнозу параметрів аероіонного режиму при розробці заходів щодо нормалізації якості повітряного середовища в робочих приміщеннях підприємств.

RU: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.26.01 – охрана труда. – Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», Днепр, 2017. Диссертационная работа посвящена решению задачи обоснования параметров нормализации аэроионного режима в помещениях при искусственной ионизации воздуха путем моделирования процесса рассеивания аэроионов, прогноза и управления указанными показателями. На основании аналитического обзора существующих методов исследования аэроионного режима показана перспективность разработки численных моделей для расчета параметров аэроионного режима при искусственной ионизации воздуха в помещениях. Разработана новая 2D CFD модель для оценки и прогноза параметров аэроионного режима в помещениях, позволяющая при исследованиях учитывать геометрические характеристики помещения, наличие установленного оборудования, расположение вентиляционных отверстий, режим искусственной ионизации воздуха, наличие источников эмиссии аэроионов и пыли. Для решения аэродинамической задачи используется модель потенциального течения идеальной жидкости. Процесс рассеивания аэроионов и пыли в помещении описывается с помощью двухмерного уравнения массопереноса, для численного интегрирования которого используются неявные разностные схемы. Для задания формы расчетной области используется метод маркирования. Для численного интегрирования уравнения для потенциала скорости используется метод Либмана и метод суммарной аппроксимации. Для численного интегрирования уравнения Пуассона для скалярного потенциала электрического поля применен метод Либмана. Для экспресс-оценки параметров аэроионного режима в помещениях предложена балансовая модель, отличающаяся от известных учетом зависимости эмиссии аэроионов и пыли в помещении от времени и зависимости от времени кратности воздухообмена. Для численного интегрирования уравнений балансовой модели применен метод Эйлера. На основе построенных численных моделей разработаны программные коды для их практической реализации. Проведены экспериментальные и теоретические исследования, подтверждающие адекватность разработанных численных моделей. Разработанные численные модели были использованы для оценки, прогноза и управления параметрами аэроионного режима в помещениях при различных способах организации режима искусственной ионизации воздуха. Показана возможность управления аэроионным режимом с помощью регулирующих экранов. Представлены результаты экспресс оценки аэроионного режима в помещениях. Результаты работы внедрены в практику предприятий Днепровский завод строительных материалов, ООО ПКФ «Биотон» для анализа и прогноза параметров аэроионного режима при разработке мероприятий по нормализации качества воздушной среды в рабочих помещениях предприятий.

EN: The thesis for a Candidate degree in technical sciences on the specialty 05.26.01 – labor protection. – State Higher Education Establishment «Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture» of Ministry of Education and Science of Ukraine, Dnipro, 2017. The thesis is dedicated to solving of the problem which is the substantiation of the air ion regime normalization parameters in the rooms at the artificial ionization of air by simulating the process of air ion dispersion and prognosis and controlling of these parameters. The following results were obtained. A new 2D CFD model for estimation and prognosis of the air ion regime parameters in the rooms has been developed. The model allows taking into account the rooms geometric characteristics, the presence of installed equipment and furniture, the location of ventilation holes, the regime of air artificial ionization, the presence of air ions and dust emission sources. A balance model for the express estimation of the air ion regime parameters in the rooms was proposed which is taking into account dependence of the air ions and dust emission in the rooms on the time and dependence of the air exchange rate on the time. For the practical implementation software codes which are based on the constructed numerical models have been developed. Experimental and theoretical studies which confirmed the adequacy of the developed numerical models have been carried out. The results of these studies and the developed recommendations are used and accepted for implementation in the Dneprovsky plant of building materials and LTD CME «Bioton» for analysis and prognosis of air ion regime parameters in the development of air quality normalization in the enterprises rooms.