Open Access Open Access  Restricted Access Subscription Access

Mathematical model of a detached air flow at the entrance to a circular suction funnel above a point convective heat source


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-2-56-60

Full Text:




Abstract

Local exhaust ventilation is used to capture pollutants and maintain a comfortable indoor climate. The main element of exhaust ventilation is local suction. A mathematical model of the separation flow at the entrance to the circular suction socket above the heat source located on an impermeable plane has been developed. The dependence of the maximum distance to the heat source, at which the convective flow is captured, on the length and angle of inclination of the bell is determined. The results obtained are useful for designing local exhaust ventilation systems. Ill. 4. Ref. 15.

About the Authors

A. K. Logacheva
ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)»
Russian Federation


A. M. Ziganshin
ФГБОУ ВО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»
Russian Federation


E. N. Popov
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 O. A
ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Russian Federation


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


T. N. Il’ina
ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Russian Federation


References

1. Zhang, J. Exhaust hood performance and its improvement technologies in industrial buildings: A literature review / J. Zhang, J. Wang, J. Gao, W. Zhang // Building Simulation. ― 2024. ― Vol. 17, (1) ― P. 23‒40. https://doi.org/10.1007/s12273-023-1040-2.

2. Logachev, K. I. A survey of separated airflow patterns at inlet of circular exhaust hoods / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, O. A. Averkova, A. K. Logachev // Energy Build. ― 2018. ― Vol. 173. ― P. 58–70. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.05.036.

3. Pinelli, M. A numerical method for the efficient design of free opening hoods in industrial and domestic applications / M. Pinelli, A. Suman // Energy. ― 2014. ― Vol. 74. ― P. 484‒493. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.07.014.

4. Logachev, K. I. A study of separated flows at inlets of flanged slotted hoods / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, O. A. Averkova // J. Build. Eng. ― 2020. ― Vol. 29. ― Article № 101159. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.101159.

5. Logachev, K. I. Developing a mathematical simulation method for three-dimensional separated airflow at inlet of local exhaust devices / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, Yanqiu Huang [et al.] // Journal of Building Engineering. ― 2023. ― Vol. 63. ― Part A. ― Article 105490. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105490.

6. Ziganshin, A. M. Minimizing local drag by shaping a flanged slotted hood along the boundaries of vortex zones occurring at inlet / A. M. Ziganshin, K. I. Logachev // J. Build. Eng. ― 2020. ― Vol. 32. ― Article № 101666. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101666.

7. Зиганшин, А. М. Повышение энергоэффективности систем вентиляции посредством профилирования фасонных элементов / А. М. Зиганшин, К. Э. Батрова, Г. А. Гимадиева, К. И. Логачев, О. А. Аверкова // Строительство и техногенная безопасность. ― 2019. ― Т. 67, № 15. ― C. 111‒123.

8. Зиганшин, А. М. Численное определение характеристик течения через последнее боковое отверстие в воздуховоде / А. М. Зиганшин, К. Э. Батрова, Г. А. Гимадиева / Изв. вузов. Строительство. ― 2018. ― № 7. ― С. 53‒65.

9. Зиганшин, А. М. Численное моделирование течения в профилированном вентиляционном тройнике на слияние / А. М. Зиганшин, Л. Н. Бадыкова // Изв. вузов. Строительство. ― 2017. ― № 6. ― С. 41‒48.

10. Logachev, K. I. Experiment determining pressure loss reduction using a shaped round exhaust hood / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, E. N. Popov [et al.] // Building and Environment. ― 2021. ― Vol. 190. https://doi:10.1016/j.buildenv.2020.107572.

11. Logachev, K. I. Modeling of air and dust flows in the range of action of a round suction funnel above an impermeable plane. Part 1. A mathematical model and algorithm for its computer implementation / K. I. Logachev, O. A. Averkova, E. I. Tolmacheva [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2016. ― Vol. 56, № 6. ― P. 679‒683. https://doi.org/10.1007/s11148-016-9911-z.

12. Logachev, K. I. Simulations of dust dynamics around a cone hood in updraft conditions / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, O. A. Averkova // J. Occup. Environ. Hyg. ― 2018. ― Vol. 15. ― P. 715‒731. DOI: https://doi.org/10.1080/15459624.2018.1492137.

13. Logachev, K. I. Investigating changes in geometric dimensions of vortex zones at the inlet of an exhaust hood set over a plane / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, Y. Huang [et al.] // Building and Environment. ― 2022. ― Vol. 222. ― Article № 109377, DOI: 10.1016/j.buildenv.2022.109377.

14. Logacheva, A. K. Determination of the influence of the oncoming flow on the vortex zones at the inlet to the suction sockets. Part 1. Flat problem / A. K. Logacheva, O. A. Averkova, A. M. Ziganshin [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2023. ― Vol. 64, № 2. ― P. 221‒228. https://doi.org/10.1007/s11148-023-00829-7.

15. Шепелев, И. А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении / И. А. Шепелев. ― М. : АВОК-ПРЕСС, 1978. ― 145 с.


Supplementary files

For citation: Logacheva A.K., Ziganshin A.M., Popov E.N., Logachev K.I., Averkova O. A O.A., Tiron O.V., Il’ina T.N. Mathematical model of a detached air flow at the entrance to a circular suction funnel above a point convective heat source. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2024;(2):56-60. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-2-56-60

Views: 67

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)