Modeling of convective vapor-air flows near onboard suction from open-surface reservoirs

V. V. Shaptala; K. I. Logachev; O. A. Averkova; D. N. Krutikova

doi:10.17073/1683-4518-2019-12-56-61

Modeling of convective vapor-air flows near onboard suction from open-surface reservoirs

V. V. Shaptala, K. I. Logachev, O. A. Averkova, D. N. Krutikova

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-12-56-61

Full Text:

Abstract

The results of modeling the processes of capturing harmful emissions from galvanic baths or other tanks with an open surface are presented. An approach based on a numerical determination of the concentration of contaminated substances in the working areas of the room is proposed to evaluate the effectiveness of airborne suction. The fields of air velocity and concentration of harmful vapors in the working area are calculated. The dependence of the flow velocity around the surface of the technological solution on the distance between the surface of the solution and the lower edge of the suction is determined. It is shown that increasing the efficiency of airborne suction can be achieved by mechanical shielding --installation of impervious thin visors on the sides of the bath. The height of the mechanical screen should be about 0.5 of the width of the tank. Ill. 7. Ref. 23.

Keywords

side suction, modeling, local exhaust ventilation, galvanic bath,

About the Authors

V. V. Shaptala

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Russian Federation

K. I. Logachev

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Russian Federation

O. A. Averkova

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Russian Federation

D. N. Krutikova

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Russian Federation

References

1. Vekteris, V. Investigation of the efficiency of the lateral exhaust hood enhanced by aeroacoustic air flow / V. Vekteris, I. Tetsman, V. Mokshin // Process Saf. Environ. Prot. ― 2017. ― Vol. 109. ― P. 224‒232.

2. Liang, S. Research on ventilation antivirus technology in a washing board room based on numerical simulation. In: Long S., Dhillon B. (eds) / S. Liang, J. Chen, B. Yang [et al.] // Man – Machine – Environment System Engineering. MMESE 2017. Lecture Notes in Electrical Engineering. ― 2018. ― Vol. 456. ― P. 487‒494. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-10-6232-2_56.

3. Gonzalez, E. Influence of exhaust hood geometry on the capture efficiency of lateral exhaust and push-pull ventilation systems in surface treatment tanks / E. Gonzalez, F. Marzal, A. Minana [et al.] // Environ. Prog. ― 2008. ― Vol. 27, № 3. ― P. 405‒411.

4. Kulmala, I. Local ventilation solution for large, warm emission sources / I. Kulmala, P. Hynynen, I. Welling, A. Saamanen // Ann. Occup. Hyg.― 2007. ― Vol. 51, № 3. ― P. 35‒43.

5. Logachev, I. N. Local exhaust ventilation: aerodynamic processes and calculations of dust emissions / I. N. Logachev, K. I. Logachev, O. A. Averkova. ― Boca Raton : CRC Press, 2015. ― 576 p.

6. Cascetta, F. Velocity fields in proximity of local exhaust hood openings: an intercomparison between current recommended formulas and experimental studies / F. Cascetta, L. Bellia // Building and Environment. ― 1996. ― Vol. 31, № 5 ― P. 451‒459. DOI:10.1016/03601323(96)00010-8.

7. Reif, R. H. Poor design of local exhaust hood leads to radioactive release in the work area / R. H. Reif, R. S. Houck // Health Phys. ― 2000. ― Vol. 78, № 2. ― P. 222‒225. DOI:10.1097/00004032-200002000-00011.

8. Cascetta, F. Assessment of velocity fields in the vicinity of rectangular exhaust hood openings / F. Cascetta, F. M. Rosano // Building and Environment. ― 2001. ― Vol. 36 ― P. 1137‒1141. DOI:10.1016/S0360-1323(00)00087-1`.

9. Conroy, L. M. An analytical, numerical, and experimental comparison of the fluid velocity in the vicinity of an open tank with one and two lateral exhaust slot hoods and a uniform crossdraft / L. M. Conroy, P. M. J. Trevelyan, D. B. Ingham // Ann. occup. Hyg. ― 2000. ― Vol. 44, № 6. ― P. 407‒419. DOI:10.1016/S00034878(99)00111-8.

10. Эльтерман, В. М. Вентиляция химических производств / В. М. Эльтерман. ― М. : Химия, 1980. ― 288 с.

11. Акинчев, А. Общеобменная вентиляция цехов с тепловыделениями / А. Акинчев. ― М. : Стройиздат, 1984. ― 144 с.

12. Новгородский, Е. Е. Анализ подходов к оценке эффективности улавливания вредностей и прогноза загрязнения воздуха рабочих зон / Е. Е. Новгородский, А. А. Трубников // Инженерный вестник Дона. ― 2012. ― № 3. ― С. 644‒647.

13. Елинский, И. И. Вентиляция и отопление гальванических цехов машиностроительных предприятий / И. И. Елинский. ― М. : Машиностроение, 1989. ― 152 с.

14. Шаптала, В. Г. Численное моделирование воз духообмена цехов с пыле- и тепловыделениями / В. Г. Шаптала, Г. Л. Окунева, В. В. Шаптала // Известия вузов. Строительство. ― 2000. ― № 10. ― С. 102‒106.

15. Логачев, И. Н. Оптимизация местной вытяжной в цехах с тепловыделениями / И. Н. Логачев, В. В. Шаптала // Сб. материалов междунар. науч.-техн. конф. «Проблемы охраны производственной и окружающей среды» // Волгоград : Изд-во ВолгГАСА, 1997. ― С. 123.

16. Берковский, В. М. Вычислительный эксперимент в конвекции / В. М. Берковский, М. К. Полевиков. ― Минск : Университетское, 1988. ― 167 с.

17. Versteeg, H. K. An Introduction to CFD Finite volume method : 2nd ed. / H. K. Versteeg, M. Malalasekera. ― Pearson Education Ltd, 2007. ― 267 p.

18. Frana, K. A numerical simulation of the indoor air flow / K. Frana, J. S. Zhang, M. Muller // World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Physical and Mathematical Sciences. ― 2013. ― Vol. 7, № 6. ― P. 938‒943.

19. Аверкова, О. А. Математическое моделирование течения вблизи экранированного бортового отсоса / О. А. Аверкова, Д. Н. Крутикова, И. Н. Логачев [и др.] // Вестник Белгородского государственного техноло гического университета им. В. Г. Шухова. ― 2016. ― № 9. ― С. 96‒102.

20. Аверкова, О. А. Расчет течения в спектре действия бортового местного вентиляционного отсоса / О. А. Аверкова, Д. Н. Крутикова, И. Н. Логачев [и др.] // Вестник Белгородского государственного техноло гического университета им. В. Г. Шухова. ― 2016. ― № 10. ― С. 109‒113.

21. Аверкова, О. А. К вопросу моделирования воздушного течения вблизи бортового отсоса от гальванической ванны / О. А. Аверкова, Д. Н. Крутикова, И. Н. Логачев [и др.] // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. ― 2017. ― № 8. ― С. 75‒81.

22. Logachev, K. I. A survey of separated airflow patterns at inlet of circular exhaust hoods / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, O. A. Averkova, А. К. Logachev // Energy Build. ― 2018. ― Vol. 173. ― P. 58‒70.

23. Logachev, K. I. On the resistance of a round exhaust hood, shaped by outlines of the vortex zones occurring at its inlet / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, O. A. Averkova // Building and Environment. ― 2019. ― Vol. 151. ― P. 338‒347.

Supplementary files

For citation: Shaptala V.V., Logachev K.I., Averkova O.A., Krutikova D.N. Modeling of convective vapor-air flows near onboard suction from open-surface reservoirs. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2019;(12):56-61. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-12-56-61

Refbacks

There are currently no refbacks.

ISSN 1683-4518 (Print)

Username
Password