Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання

Теоретичні дослідження доцільного діаметра ізоляції тонкої трубки

2024-02-08T16:19:17+02:00

Застосування децентралізованих систем вентиляції з утилізацією теплоти витяжного повітря є енергоефективним рішенням формування і підтримання комфортних параметрів мікроклімату у приміщеннях квартир та індивідуальних житлових будинків. Такі припливно-витяжні системи не потребують додаткового простору для розташування мережі повітроводів та суттєвого втручання в інтер’єр приміщень, що обслуговуються. Одним із таких пристроїв є регенеративна установка Вентс ТвінФреш, що монтується у конструкції зовнішньої стіни. Завданням дослідження є підвищення ефективності її роботи. Проводяться дослідження процесів теплообміну у тонких каналах регенератора теплоти припливно-витяжної установки. Досліджуються канали з різними теплофізичними властивостями. Експериментальна невизначеність зменшується з кращою тепловою ізоляцією експериментального стенду. Це підтверджується зменшенням перегріву та зниженням коефіцієнту тепловіддачі зовнішньої поверхні теплової ізоляції при збільшенні її товщини. Подолання критичного діаметра утеплювача дослідної установки дозволяє мінімізувати похибку вимірювань, що враховує вплив процесів теплообміну зовнішньої поверхні ізоляції з навколишнім середовищем. Необхідно визначати не критичний, а доцільний діаметр ізоляції. При використанні доцільної товщини теплової ізоляції, температури на внутрішній та зовнішній поверхнях труби мають практично однакове значення. Це дає змогу з однаковою точністю знімати покази значень температур тонких трубок ззовні, а не зсередини. Відповідно, спрощується конструкція дослідних стендів експериментальних досліджень. Сфера застосування доцільного діаметра теплової ізоляції не обмежується лише дослідженнями теплообіну. Це поняття можна використовувати у будь-яких ситемах, обладнанні та техніці, які потребують використання ізоляційних матеріалів.

Кратність повітрообміну як засіб забезпечення вимог до чистоти повітря на основі високоефективних фільтрів

2024-02-08T16:41:22+02:00

В умовах постійного підвищення забруднення повітря постає питання створення безпечних повітряних зон з контролем якості повітряного середовища в місцях перебування людей. Погіршення якості атмосферного повітря спричинене військовими діями та їх наслідками, а також необхідність скорочення споживання наявних енергоресурсів вимагає вивчення рекомендацій щодо оптимальної кратності повітрообміну наявних європейських та американських вимог до якості повітря в житлових та офісних будівлях для досягнення необхідної якості повітря при мінімальному енергоспоживанні. Цілями дослідження було отримати дані щодо ефективності очищення повітря в заданому об’ємі при різних кратностях повітрообміну. Окремим завданням була перевірка заявлених виробником даних щодо перепаду тисків на фільтрі при збільшенні об’єму повітря, що через нього проходить. Було розглянуто фільтраційні системи CleanZone5300, з фільтром класу F9 та фільтром класу HEPA H12/13, які можуть забезпечити кратність повітрообміну від 2 до 10 крат. В об’ємі приміщення 225,9 м³, при температурі 18 ˚С, відносній вологості 57-59 % та початковій кількості частинок в повітрі приміщення 533440 частинок/фут³ (15105 частинок/м³) досліджувалась здатність фільтраційних установок очищувати повітря при різних кратностях. Було зроблено висновок, що навіть при кратності 2 фільтраційна система може забезпечити очищення повітря до 40 % при використанні фільтру F9 та до 60 % при використанні фільтру HEPA H12/13 за незначний проміжок часу. Висновки дослідження потребують перевірки в офісних приміщеннях з існуючою системою вентиляції для визначення оптимальної кратності досягнення заданої якості повітря при використанні фільтрів або переносних фільтрувальних установок.

Підвищення надійності та ефективності роботи багатокорпусної вакуум-випарної установки

2024-02-08T17:05:40+02:00

Проаналізовано сферу застосування багатокорпусних вакуумно-випарних установок для концентрування розчинів та перспективність їх впровадження в молочній, крохмально-патоковій та інших галузях промисловості для згущення продукту з високою в’язкістю, виробництва сухих молочних продуктів, молочних консервів з цукром, а також в умовах низької вартості пари при спалюванні місцевих палив чи при комбінованому виробництві електричної і теплової енергії. Запропоновано удосконалену методику розрахунку багатокорпусної вакуум-випарної установки з паровою компресією для згущення молочних продуктів, особливістю якої є комірчаста структура розрахункової моделі у вигляді розрахункових таблиць, сформованих за окремими технологічними та конструктивними параметрами установки. Наведено результати модернізації чотирикорпусної вакуум-випарної установки з паровою компресією фірми «Альфа_Лаваль Шефферс», виконаної на підставі аналізу даних багаторічної її експлуатації по концентруванню молочних продуктів та розрахункових, експериментальних і пуско-налагоджувальних досліджень з метою удосконалення основних функціональних вузлів для забезпечення надійної і ефективної роботи. Викладено виконані дослідження за напрямками: удосконалення функціональної схеми установки; удосконалення методики теплового розрахунку у відповідності до прийнятої функціональної схеми; визначення розрахункових теплових і гідравлічних характеристик роботи установки; аналіз існуючих способів зрошення поверхні випарних труб з падаючою плівкою, відпрацювання на моделях конструкції вузла зрошування і режимів його роботи; встановлення методів надійного відведення конденсату і модернізація конденсатопроводів. Ефективність реалізованих технічних рішень підтверджено результатами пуско-налагоджувальних випробувань модернізованої установки та під час її подальшої експлуатації. Набутий науково-технічний досвід ПрАТ «Калинівський машинобудівний завод» (м. Калинівка, Вінницька обл.) по модернізації та введення в експлуатацію згаданої чотирикорпусної установки у сукупності з досвідом виробництва високоефективних однокорпусних вакуумно-випарних установок з механічною компресією ВВУ-Мк і двокорпусних з комбінованою компресією ВВУ-Мк-Пк є основою для організації виробництва в Україні багатокорпусних випарних установок з паровою компресією.

Проблема безпечного функціонування димохідних систем в умовах ущільненої забудови

2023-11-15T22:18:03+02:00

Розглянуті явища виникнення зворотної тяги в димоходах, що зумовлено метеорологічними умовами та геометричними параметрами розміщення оголовку димоходу в області прилеглої забудови. З метою поглибленого аналізу явищ зворотної тяги проведено розрахунки метеорологічних параметрів атмосферного тиску та турбулентності, визначено значення швидкості вітру в експлуатаційних та екстремальних умовах функціонування димохідних систем. Вітер займає першорядну роль впливу та його наслідки мають бути оцінені для забезпечення необхідного ступеня безпеки димохідних систем. Окремо розглянуто технічну колізію між національними нормами та європейськими стандартами щодо тлумачення й визначення «зони вітрового підпору», де європейський підхід в цьому питані має більш математичний підхід. Запропоновано розгляд та аналіз цього питання в більш сучасному підході, з застосуванням обчислювального гідродинамічного моделювання CFD (Computational Fluid Dynamics - обчислювальна гідрогазодинаміка) та спеціалізованих програм для теплотехнічного та аеродинамічного розрахунків димоходів, що надає змогу оцінити функціональну здатність димоходу, як в конструктивних особливостях, так і в умовах впливу вітру. Вказаний підхід має переваги, тому що, аналіз відбувається конкретно для окремого димоходу, що свою чергу уникає шаблонних результатів. Тобто розглядається взаємодія системи «атмосфера-димохід-приміщення». В модулі ANSYS CFX-Post проаналізовано утворення зворотної тяги для різних швидкостей вітрового потоку при однакових геометричних параметрів розміщення оголовку димоходу, що характеризуються змінами швидкості руху димових газів, статичним тиском, температурним полем, формуванням факелу димових газів в атмосфері. В особливостях моделювання функціонування димоходу визначено наступні чинники: використання вторинного повітря через перепускний отвір, температуру зовнішнього повітря прийнято для розрахунку мінімальної тяги 288,15 К, температуру димових газів 345,95 К. Отримані результати досліджень обчислювального моделювання CFD надають мотивацію щодо розробки інноваційних та дієвих підходів з усунення небезпечних явищ зворотної тяги в димоходах.

Аналіз заходів з підвищення енергоефективності навчальних корпусів національного університету водного господарства та природокористування

2024-02-08T17:30:36+02:00

Проаналізовано заходи з підвищення енергоефективності навчальних корпусів НУВГП, які заплановано впровадити в рамках спільного Проєкту Міністерства освіти і науки України та Європейського інвестиційного банку «Вища освіта України. Енергоефективність та сталий розвиток», а саме: влаштування теплової ізоляції фасадів, покриття, підлоги по ґрунту та нижніх поверхів, заміна вікон і дверей на сучасні герметичні конструкції, влаштування теплової ізоляції трубопроводів, модернізація автоматизованих вузлів регулювання теплової енергії (АВРТЕ), систем освітлення та опалення, впровадження систем енергетичного моніторингу та диспетчеризації, влаштування системи вентиляції з рекуперацією теплоти витяжного повітря. Заходами, що здатні окупитися якнайшвидше, є теплова ізоляція трубопроводів, модернізація АВРТЕ й освітлення, впровадження систем енергомоніторингу та диспетчеризації. Найбільш тривалого терміну окупності потребуватиме запровадження рекуперації теплоти витяжного вентиляційного повітря, проте цей захід є необхідним з огляду на суттєве зменшення витрат теплової енергії на підігрівання зовнішнього припливного повітря в холодний період року. Впровадження запропонованих заходів дозволить знизити споживання енергії та відповідних витрат на 60 %, а саме – на 6 232 тис. кВт∙год/рік (порівняно з базовим рівнем витрат на енергоспоживання 10 286 тис. кВт∙год/рік), при одночасному підвищенні функціональності та комфортності будівель (з приведенням умов мікроклімату у приміщеннях у відповідність до нормативних вимог). Впровадження енергоефективних заходів також призведе до зменшення викиду парникових газів на 50 %, а саме – на 1648 т/рік.

Аналіз складових чинників, що впливають на стан знепилення аспіраційних викидів

2024-02-11T14:32:48+02:00

Значну частину промисловості займає технологія, яка задіяна в процесах виготовлення продукції, наприклад завод санітарно-технічних виробів, ливарство, хімічна чи цукрова промисловість. На таких підприємствах утворюється велика кількість запиленого повітря, яке поступає від різноманітних технологічних процесів. Для очищення запиленого повітря використовують пилогазоловлювальні апарати. В залежності від стану запилення пилогазоповітряного потоку, його фракції, дисперсності пилу та способу вловлення використовують різні аспіраційні апарати. Аспіраційні апарати поділяють за способом вловлення пилу на мокрі чи сухі. Кожен з цих типів аспіраційних апаратів має свої переваги та недоліки які розглядаються у даній статті, таких як підвищений аеродинамічний чи гідравлічний опір, регенерація апарату, розмір вловлювальної фракції, необхідність використання промивної рідини та ін. Класифікація типів установок для підбору до певного технологічного процесу чи потреб залежить від найбільш ефективного способу вловлення, дисперсності часток та енергоефективності пиловловлювального апарату. Мокрі пиловловлювачі мають більш різноманітні форми, конструкції виконання та способи застосування ніж сухі. Мокрі пиловловлювальні апарати ділять на групи залежно від стану фази рідини (апарати у яких осадження пилу відбувається на плівку рідини, пінні апарати, турбулентні пиловловлювачі чи конденсаційні апарати) та від способу диспергування рідини (форсуночні скрубери, апарати у яких дроблення здійснюється за рахунок енергії газоповітряного потоку чи динамічні газопромивачі). У даній статті розглядаються конструкції та особливості роботи різноманітних мокрих пиловловлювальних апаратів кожної з цих груп відповідно з їх характеристиками по уловленню пилу, витраті рідини та недоліками в конструкціях. На основі робіт низки дослідників графічно наведена характеристика фракційного ступеня очищення повітря від пилу для визначення найбільш ефективного апарату для уловлення дрібних фракцій. Виконані висновки та поставлені подальші задачі та плани по проведенню необхідних дослідів та аналізу даних робіт вчених.