Увеличение скорости захвата загрязняющих веществ местным отсосом за счет использования внешней закрученной струи. Часть 1. Методы исследования


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-6-40-45

Полный текст:




Аннотация

Для улавливания загрязняющих веществ во многих зданиях и сооружениях необходимо применение местных отсосов. Один из критериев эффективности местного отсоса ― скорость захвата загрязняющих веществ предлагается повысить за счет воздействия закрученной кольцевой струи и возникновения обратного потока воздуха. Круглый отсос помещается соосно во внешний цилиндрический кожух, в котором происходит закрутка воздушного потока за счет тангенциального подвода в кожух двух приточных струй. Образуется вихревой купол, способствующий повышению эффективности такого вихревого отсоса. Экспериментально и численно исследовано изменение осевой скорости воздуха при удалении от вихревого отсоса для 11 конструкций, в каждой из которых задавались 4 разных отношения расходов всасываемого и приточного воздуха. В исследованных вариантах применения предложенных отсосов скорость существенно возрастает на определенном диапазоне удаленности от них. Определено сочетание конструктивно-режимных параметров, способствующих наибольшей скорости захвата вихревым отсосом. Полученные результаты полезны при проектировании эффективных отсосов для улавливания загрязняющих веществ.


Об авторах

О. Н. Зайцев
ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского»
Россия


К. И. Логачев
ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Россия
Белгород


А. Б. Гольцов
ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Россия


Список литературы

1. Посохин, В. Н. Аэродинамика вентиляции / В. Н. Посохин. ― М. : Авок-Пресс, 2008. ― 212 с.

2. Zaytsev, O. N. Processes of precession and nutation in swirling interacting gas jets / O. N. Zaytsev, N. V. Tsopa, N. A. Stepancova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering this link is disabled. ― 2018. ― Vol. 463, № 3. ― Article № 032053. DOI: 10.1088/1757899X/463/3/032053.

3. 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. ― 564 p. https://doi.org/10.1201/b18488.

4. Gonzalez, E. Influence of exhaust hood geometry on the capture efficiency of lateral exhaust and pushpull ventilation systems in surface treatment tanks / E. Gonzalez, F. Marzal, A. Minana, M. Doval // Environ. Prog. ― 2008. ― Vol. 27, № 3. ― P. 405‒411. https://doi.org/10.1002/ep.10287.

5. Chern, M. J. Numerical investigation push-pull and exhaust of turbulent diffusion in fume cupboards / M. J. Chern, W. Y. Cheng // Ann. Occup. Hyg. ― 2007. ― Vol. 51, № 6. ― P. 517‒531. https://doi.org/10.1093/annhyg/mem031.

6. Kulmala, I. Local ventilation solution for large, warm emission sources / I. Kulmala, P. Hynynen, I. Welling [et al.] // Ann. Occup. Hyg. ― 2007. ― Vol. 1, № 1. ― P. 35‒43. https://doi.org/10.1093/annhyg/mel049.

7. Iwasaki, T. Some engineering countermeasures to reduce exposure to welding fumes and gases avoiding occurrence of blow holes in welded material / T. Iwasaki, Y. Fujishiro, Y. Kubota [et al.] // Industrial Health. ― 2006. ― Vol. 43. ― P. 351‒357. https://doi.org/10.2486/indhealth.43.351.

8. Wen, X. The numerical modelling of a two-dimensional local exhaust system associated with an inclined jet flow / X. Wen, D. B. Ingham, B. Fletcher // J. Eng. Math. ― 2002. ― Vol. 43. ― P. 367‒384. https://doi.org/10.1023/A:1020328305459.

9. Kulmala, I. Experimental validation of potential and turbulent flow models for a two-dimensional jet enhanced exhaust hood / I. Kulmala // AIHAJ 61. ― 2000. ― P. 183–191. https://doi.org/ 10.1080/15298660008984527.

10. Hunt, G. R. Long range exhaustion ― a mathematical model for the axisymmetric air flow of a local exhaust ventilation hood assisted by a turbulent radial jet / G. R. Hunt, D. B. Inghamt // Ann. occq. Hyg. ― 1996. ― Vol. 40, № 2. ― P. 171‒196. https://doi.org/ 10.1016/0003-4878(95)00065-8.

11. Saunders, C. J. Jet enhanced local exhaust ventilation / C. J. Saunders, B. Fletcher // Ann. occup. Hyg. ― 1993. ― Vol. 37, № 1. ― P. 15‒24. https://doi.org/ 10.1093/annhyg/37.1.15.

12. Zhao, R. Comprehensive performance evaluation of a novel Aaberg exhaust system reinforced by a swirling jet / R. Zhao, H. Qian, L. Liu, X. Zheng // Building and Environment. ― 2020. ― Vol. 167. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106451.

13. Wang, P. Characteristics study of the swirl air curtain exhaust hood / P. Wang, T. Feng, R. Liu // Proceedings Article published Junе 2010 in 2010 4th International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering. https://doi.org/10.1109/icbbe.2010.5516594.

14. Cao, Z. Study of the vortex principle for improving the efficiency of an exhaust ventilation system / Z. Cao, Y. Wang, H. Zhu, M. Duan // Energy and Buildings. ― 2017. ― Vol. 142. ― P. 39‒48. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2017.03.007.

15. Yan, Y. Characterisation and analysis of indoor tornado for contaminant removal and emergency ventilation / Y. Yan, X. Li, J. Tu, P. Feng, J. Zhang // Building and Environment. ― 2019. ― Vol. 164. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.106345.

16. Cao, Z. Flow characteristics and pollutant removal effectiveness of multi-vortex ventilation in high pollution emission industrial plant with large aspect ratio / Z. Cao, C. Zhai, I. Wang, T. Zhao, H. Wang // Sustainable Cities and Society. ― 2020. ― Vol. 54. https://doi.org/10.1016/j.scs.2019.101990.

17. Кузьмин, Л. В. Вихревая вентиляция, организованная четырьмя компактными струями / Л. В. Кузьмин, А. М. Попова, А. С. Гуськов, Л. С. Дмитриева // Водоснабжение и санитарная техника. ― 1991. ― № 2. ― С. 20‒22.

18. Ивенский, В. Г. Использование воздушных вихрей для активирования открытых местных отсосов / В. Г. Ивенский // Cб. НС «Теплоснабжение и вентиляция агропромышленного комплекса». ― Ростов-на-Дону : РИСИ, 1988. ― C. 85‒92.

19. Spotar, S. Y. Focusing of the flow capture for local exhaust ventilation systems / S. Y. Spotar, A. L. Sorokin // American Journal of Applied Sciences. ― 2010. ― Vol. 7, № 6. ― P. 732‒738. https://doi.org/10.3844/ajassp.2010.732.738.

20. Gritskevich, M. S. Numerical investigation of flow near a round exhaust channel screened by an annular swirled jet / M. S. Gritskevich, A. K. Logachev, K. I. Logachev // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. ― 2019. ― Vol. 92, № 2. ― P. 468‒476. https://doi.org/10.1007/s10891-019-01953-3.

21. Грицкевич, М. С. Численное исследование течения вблизи круглого вытяжного канала, экранированного кольцевой закрученной струей / М. С. Грицкевич, А. К. Логачев, К. И. Логачев // Инженерно-физический журнал. ― Т. 92, № 2. ― С. 487‒495.

22. Penot, F. Experimental study of non-isothermal diverging swirling and non-swirling annular jets with central aspiration / F. Penot, M. D. Pavlović // Int. J. Vent. ― 2010. ― Vol. 8, № 4. ― Р. 347‒357. https://doi.org/10.1080/14733315.2010.11683858

23. Lim, Y. B. Characteristics of ventilating flow generated by a rotating swirler in a vortex vent / Y. B. Lim, S. M. Lee, J. W. Lee // Journal of Fluids and Structures. ― 2011. ― Vol. 27, № 3. ― P. 427‒437. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2010.11.015.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Зайцев О.Н., Логачев К.И., Гольцов А.Б. Увеличение скорости захвата загрязняющих веществ местным отсосом за счет использования внешней закрученной струи. Часть 1. Методы исследования. Новые огнеупоры. 2022;1(6):40-45. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-6-40-45

For citation: Zaitsev O.N., Logachev K.I., Gol’tsov A.B. Increasing the rate of capture of pollutants by local suction due to the use of an external swirling jet. Part 1. Research methods. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;1(6):40-45. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-6-40-45

Просмотров: 207

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 1683-4518 (Print)