CC BY
58
Литература
1. Вопенка П. Математика в альтернативной теории множеств. М.: Мир,1983.
2. Proceedings of the 1s' symposium «Mathematics in the internal Set Theory». Bratislava, 1989.
3. Mattes J. // Axiomatic approaches to nonstandard analysis. Jahrbuch der Kurt Goedel Geselschaft. 1992. P. 61-79.
4. Robinson A., Zakon E. A set-tneoreticai characterization of enlargements, in Applications of Mode! Theory to Algebra, Analysis and probability; W. A. J. Luxemburg (ed.), Holt, Rinehart and Winston. New York, 1969. P. 109-122.
5. Chang S.S., Keisler H.G. Model theory, 3,d edn, North-Holland. Amsterdam, 1990.
6. Галанова Н.Ю. О конфинальности *N. Региональная научно-практическая конференция: Естественные науки. Томск, 1994. С. 74.
В.В. Бордунов*, A.C. Ситников**, В.А. Ситников***, B.C. Дмитриев**, Г.Н. Гладышев**, M.JI. Белявин**, И.А. Соболев*, C.B. Бордунов*, О.Л. Васильева***
БЫТОВЫЕ СИСТЕМЫ ОЧИСТКИ, УВЛАЖНЕНИЯ, ОБЕСПЫЛИВАНИЯ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОЗДУХА
'Институт химии нефти СО РАН "Томский политехнический университет •"Томский государственный педагогический университет
Общеизвестно, что постоянно растущая индустриализация, компьютеризация, использование и переработка огромного количества химических веществ приводят воздушную среду обитания человека в производственных, общественных и домашних условиях к серьезному загрязнению самыми различными веществами антропогенного происхождения и микроорганизмами. Эти загрязнения отрицательно влияют на организм человека, вызывая различные заболевания. Поэтому можно считать состояние воздушной среды обитания человека и животных категорией экономической. Такой подход к ней уже осознали в развитых странах и принимают серьезные меры по очистке воздуха в производственных помещениях и жилье.
В настоящей работе описаны исследования в части разработки, изготовления и реализации размерного ряда устройств для очистки и регулирования сосгава воздуха (очистка, увлажнение, наполнение отрицательными аэроионами, лекарствами. ароматизаторами и т.д.): проанализированы доступные источники по этой проблеме. Приведено в историческом ракурсе становление некоторых биологических и технических решений. Рассмотрены основные конструктивные элементы очистителей воздуха: фильтры, устройства нагнетания воздуха, генераторы отрицательных аэроионов, распылители и компоновка очистителей наиболее известных фирм.
Не выделяя отдельно экономический аспект (стоимость очистителей и их элементов), тем не менее там, где имеется информация о цене продаж, она приводится непосредственно по тексту. Эта информация дает опорные представления о том, сколько стоит очистка воздушной среды обитания человека, с одной стороны, а с другой - сведения о том, что очистители - довольно сложные и дорогостоящие устройства. Проведен-
ный анализ позволил сформулировать выводы и задачи, которые необходимо решить при создании отечественных очистителей воздуха. Состояние воздушной среды обитания человека
В настоящее время в производственных, общественных и жилых помещениях широко используются телевизоры, компьютеры, кондиционеры, нагреватели и другие современные приборы, работа которых приводит к изменению свойств воздуха в среде обитания человека. В помещениях, где работает компьютер или телевизор, резко сокращается количество отрицательно заряженных частиц и увеличивается количество положительных частиц, поскольку они «съедают» остатки целебных отрицательных аэроионов в воздухе. Экраны компьютеров и телевизоров создают в помещениях «смог» вредоносных потожительных аэроионов. Невидимки без вку-с а и запаха проникают в легкие, и альвеолы легких покрываются слизью, слипаются. Это подтверждено целым рядом работ.
Впервые острую необходимость отрицательных аэроионов воздуха для жизни доказал русский биофизик Александр Леонидович Чижевский. Это было в 20-е гг. в СССР. Чижевский ставил такой эксперимент. Помещал мышей в герметичную камеру и пропускал туда воздух сквозь плотный фильтрующий слой ваты. Через 5-10 дней животные становились вялыми, как при авитаминозе. Постепенно болезненное состояние переходило в коматозное, мыши наотрез отказывались от пищи. Наконец агонизировали и гибли. Это явление Чижевский назвал аэроионным голоданием, объясняя, что при фильтрации воздух, проходя через слой ваты, оставляет на ней все свои электрические заряды, в том числе отрицательные аэроионы.
Чтобы доказать это, Чижевский ставил другой опыт. В такую же камеру вводилась игла, на которую подавалось высокое напряжение. На острие иглы образовывались отрицательные аэроионы. Теперь подопытные животные чувствовали себя прекрасно. Благодаря отрицательным аэроионам их жизнестойкость становилась даже выше, чем у животных на воле.
Спустя много лет первыми поверили в забытые идеи Чижевского ученые-биофизики из Пущина. Группа исследователей во главе с профессором М.Н. Кондрашевой еще в 80-е гг. доказала, что аэроионы благотворно действуют на биологические клетки всего живого. Исследования, проведенные в институте им. Н.В. Склифосовс-кого, НИИ высшей нервной деятельности, НИИ медицины труда, Институте педиатрии и других научных центрах подтвердили, что ионы, получаемые по принципу Чижевского, обладают мощной целебной силой.
Новая теория общей патологии, разработанная М.С. Мачабели в 60-70 гг., объяснила причину практически всех заболеваний одним общим началом - интенсивной потерей электронов в клетках и тканях организма. Чтобы защититься от этого, нужно иметь запас электронов на мембранах клеток. Именно этот запас и создают отрицательные аэроионы.
В го же время в нескольких НИИ системы Минздрава СССР начались исследования влияния чистоты воздуха на здоровье человека, показавшие, что в помещениях с улучшенным качеством воздуха эффективность труда повышается примерно на 70%. С 1997 г. в России стали выпускаться так называемые люстры Чижевского,
В США и в Европе были созданы несколько компаний - производителей воздушных фильтров. Сейчас в мире действует множество компаний: Air Filters, Air-Care, Air Clear Product, Austin Air Systems, BiboCom, Breathe-Eze, Envirep, Flanders Filters Honeywell и др., но нам неизвестны производители фильтров, одновременно снабжающих очищенный воздух аэроио-нами! :
В России необходимость отрицательных аэроионов в воздушной среде обитания человека подтверждена нормами российского СНИП № 2152-80 [1]. По этим нормам содержание отрицательных аэроионов в воздухе производственных и общественных помещений должно быть:
- необходимый минимум 600 ионов/см3;
- оптимальный уровень 3000-5000 ионов/см3.
В работе [2] приведено сравнительное содержание аэроионов в воздухе (см. табл. 1).
Из этой таблицы видно, что воздух нашей повседневной среды обитания наполнен отрицательными аэроионами ниже показателей санитарных норм.
Таблица 1
Воздушная среда Концентрация отрицательных аэроионов в 1 см воздуха
Городских квартир Городских улиц Лесная и морская Горных курортов У водопадов После грозы 50 - 100 100 - 500 1 000 - 5 000 5 000 - 10 000 10 000 - 50 000 50 000 - 100 000
Фильтры для очистки воздуха
Одним из самых распространенных фильтрующих материалов, применяемых для тонкой очистки воздуха является активированный уголь. Принцип очистки основан на том, что взвешенные в воздухе частицы задерживаются фильтрующим материалом на основе активированного угля.
В электростатических фильтрах попавшая в электрическое поле вредная частица просто притягивается и задерживается волокнами фильтровального материала. Очиститель воздуха «Daikin» стоит $860 за комплект. Существуют фильтры «НЕРА», названные в честь ЕРА (Environmental Protection Agency) - Американского агентства охраны окружающей среды. Это агентство объявило грязный воздух в квартирах главной экологической опасностью для здоровья жителей США.
В России реализуются в основном зарубежные переносные воздухоочистители «Enviracaire» фирмы Honeywell., имеющие два заменяемых элемента: предфильтр с активированным углем и фильтр «НЕРА». Первый улавливает запахи и дым, второй задерживает содержащиеся в воздухе вредные частицы. Срок жизни пред фильтра - 2-3 месяца. Срок работы фильтра зависит от того, насколько загрязнен воздух помещения, в котором находится очиститель. Фильтр «НЕРА» работает 2-4 года. Официально сертифицированный результат -фильтр задерживает 99,97 % вредных веществ.
По материалам Центра по борьбе с аллергическими заболеваниями США [3], «НЕРА» представляет собой воздушный фильтр высокой эффективности, «НЕРА» задерживает 99,97 % всех частиц вплоть до 0,3 мкм. Эти частицы (включая шерсть домашних животных, пыльцу, пыль, споры плесени и бактерии) могут вызвать аллергические и астматические явления.
В зависимости от модели очистители «Enviracaire» рассчитаны на помещения площадью 10,20 и 30 м2 при стоимости примерно $250-400.
Очиститель воздуха также может быть хорошим дополнением к кондиционеру. Сами кондиционеры нередко снабжены угольными и электростатическими фильтрами, которые обеспечивают невысокую очистку воздуха, У нас продаются модели кондиционеров (в частности «Delonghi»), которые очищают от пыли практически весь воз-
дух в комнате. Цена таких кондиционеров от $ 1400 (вместе с фильтром).
В кондиционерах «Samsung» - новая серия Split-систем - установлена трехступенчатая система фильтров «Samsung», которая улавливает 98 % пыли, цветочную пыльцу, запахи и микроорганизмы [4].
Фильтры устанавливаются и в пылесосы современных конструкций. Обычные пылесосы не задерживают мельчайшую пыль. Новое поколение пылесосов, например пылесосы британской фирмы «Vax» (модели 2000 и 2100) стоимостью $400, очищают воздух с высокой эффективностью, улавливая мельчайшие аэрозольные частицы. Конструкции очистителей воздуха
Очистители воздуха служебных и жилых помещений представляют собой компактную конструкцию и предназначены для установки на столе или недалеко от рабочего места. Поскольку они являются частью интерьера, то по этой причине они имеют небольшие габариты и эстетичные формы. Все функциональные элементы скрыты под наружным кожухом. Материал кожуха -в основном пластмасса спокойных тонов окраски. Подвод электрической энергии осуществляется по кабелям с надежной защитой. Показательными в этом отношении являются конструкции фирмы «Вопеео». Следует отметить, что эта фирма выпускает не только очистители и увлажнители воздуха, но и измерительную аппаратуру для контроля параметров воздуха при работе кондиционера, очистителя, увлажнителя.
Очистители воздуха фирмы «BonAir» имеют прямоугольную форму, снабжены пультом управления и таймером с настройкой на 1-, 2-, 8-часовой или непрерывный режим работы,
В России АО «ОрЗЭП» (г. Орел) разработало оригинальный бытовой очиститель воздуха «Биобриз», характеризуемый высокой эффективностью улавливания аэрозольных частиц размером от 100 до 0,01 мкм и обладающий эффектом озонирования и ионизации. Очиститель предназначен для использования в бытовых и производственных помещениях, медицинских учреждениях.
Устройства для побуждения движения воздуха в очистителях воздуха
Наиболее распространенные устройства для направленного движения воздуха в очистителях - это разнообразные конструкции электровентиляторов (осевых и центробежных), обеспечивающих подачу воздуха под давлением обычно до 0,115 МПа.
Основные требования к этим электровентиляторам: создание требуемого напора воздуха, небольшие габариты, малое энергопотребление и малошумность. Если первые требования выпол-
нимы, то обеспечение малошумности - серьезная техническая проблема. Применение той или иной конструкции электровентилятора порой ограничивается высоким уровнем акустических шумов и вибраций [7, 8, 9].
Выявлено, что наибольшее влияние на уровень шума оказывает диаметр рабочего колеса (крыльчатки). В однокаскадном электровентиляторе он однозначно определяет напор вентилятора, поэтому высокий уровень шума неизбежен, и уменьшить его почти невозможно.
Однако при увеличении числа последовательно соединенных каскадов электровентилятора и при том же значении напора появляется возможность уменьшить диаметр элементарного каскада и окружную скорость колеса.
Разработана методика [9] оптимизации одновременно по двум параметрам (диаметру элементарного колеса и ширине лопатки), которая позволяет рассчитывать параметры вентилятора с минимальным диаметром колеса, максимальным КПД и минимальной шумностью.
Отправной точкой уровня шума может служить очиститель воздуха «ВопАк 2301», который создает уровень шума 31-45 дБ на расстоянии три метра от очистителя.
Ионизация воздуха
Неотъемлемой частью современных способов очистки воздуха является его ионизация. Как ранее указывалось, она заключается в насыщении воздушной среды отрицательными ионами. В настоящее время Московский завод экологической техники и экопитания «Диод» выпускает несколько модификаций аэроионизаторов («Люстры Чижевского»). Ниже приводится табл. 2 выпускаемых заводом моделей с характеристиками площадей аэроионизации и стоимости по материалам рекламных проспектов [10].
Одну из модификаций генератора аэроионов выпускал в 70-80-е гг. завод «Реле и автоматика», г. Киев [11]. Устройство называлось увлажнитель воздуха «Комфорт», но по сути это был генератор отрицательных аэроионов. Конструктивно он состоял из электродвигателя, вращающегося со скоростью 2300 об/мин при напряжении электропитания 220 В и частоте 50 Гц, на выходном валу которого установлена коническая втулка, по которой под действием центробежных сил поднималась вода из емкости, находящейся в нижней части устройства. Дальше поднявшаяся вода попадала на диск и центробежными силами разбрызгивалась в горизонтальной плоскости. Для получения мелкодисперсных водных аэрозолей, разлетающиеся брызги ударялись о решетку специальной конструкции, а затем аэрозоль подхватывался потоком воздуха и выносился из устройства в окружающее пространство помещения.
Таблица 2
Технические характеристики аэроионизаторов модели «Элион»
Распылители жидкости в очистителях воздуха
В конструкциях некоторых очистителей встроены устройства для распыления ароматизаторов [5]. Имеются указания в литературе на наличие встроенных устройств, обеспечивающих диспергирование лекарственных препаратов [12], Изобретение относится к устройствам для распыления жидкости и получения монодисперсных аэрозолей в медицине. Цель изобретения - повышение степени монодисперсности, увеличение производительности распылителя и обеспечение направленности потока генерируемых аэрозолей.
В этом распылителе жидкости, содержащем диск, установленный на валу электродвигателя, канал для подвода жидкости, разъемный корпус, а в разъемах полость с тангенциальным отверстием, в котором на оси корпуса установлен диск. Тангенциальное отверстие сообщено через патрубок с осевым отверстием коллектора, установленного соосно корпусу и имеющего газовый и жидкостный дроссели, причем в последнем расположен одноразовый шприц.
Целесообразность совмещения очистителя воздуха с распылителем жидких лекарственных препаратов заключается в том, что, наряду с очисткой и наполнением воздуха отрицательными аэроионами, очищенный воздух дополнительно насыщается лекарственными аэрозолями. Эта форма доставки лекарств наиболее приемлема для лечения заболеваний дыхательных путей
Наличие распылителя лекарств в очиститеае воздуха позволяет производить дезинфекцию общественных и жилых помещений в процессе повседневной деятельности, особенно в периоды сезонных вспышек заболеваний. Полифункциональный очиститель воздуха «АЭРОН»
В 1999 г. нами по заданию администрации Томской области был выполнен цикл НИОКР по разработке очистителя воздуха, обладающего следующими основными характеристиками:
- очистка воздуха от пыли с размером частиц > 0,1 мкм с эффективностью не менее 99 %;
- фильтрующий элемент должен изготавливаться из волокон термопластов и иметь возможность многократно регенерироваться;
- очиститель должен увлажнять и насыщать очищенный воздух аэроионами, лекарственными препаратами или отдушками;
- фильтр очистителя должен быть многокассетным, а одна из кассет должна обеззараживать воздух от микроорганизмов;
- очиститель воздуха должен выполняться в настольном варианте для использования в больницах, жилых и производственных помещениях.
Полифункциональный очиститель воздуха «Аэрон-1Н» (настольный), изображенный на рис. 6, работает следующим образом. Окружающий воздух через зону I и фильтр зоны II втягивается вентилятором зоны III и выбрасывается очищенным в зоне IV, где к нему добавляется насыщенный парами влаги и аэронами воздух. Встроенный трехступенчатый фильтр, каждая из ступеней которого заполнена модифицированным волокнистым сорбентом и настроена на задержание определенного типа пыли, аэрозолей позволяет «Аэрону-1Н» демонстрировать эффект улавливания пыли, в частности невидимой невооруженным глазом и имеющей размеры от 0,01 до 100 мкм. Такая пыль является наиболее пагубной для здоровья, поскольку в указанный диапазон входят: шерсть домашних животных, табачный дым, вирусы, бактерии, копоть, пыльца растений, споры и другие аллергены и частицы аэрозоля.
В результате работы этого прибора одновременно с очисткой воздух насыщается влагой и живительными отрицательными ионами. Конструкция очистителя позволяет при необходимости распылять и лекарственные препараты, ароматизаторы, производить воздушную дезинфекцию помещения. Конструкция «Аэрона-1Н» является оригинальной и серийно не производится в России. Область его применения - офисы, лечебные учреждения, гостиницы, детские дошкольные учреждения, жилые помещения.
Технические характеристики очистителя воздуха «Аэрон-1Н»:
Напряжение сети, В 220; 50 Гц
Потребляемая мощность, Вт 15
Номинальная производительность, м3/мин 2
Площадь помещения, м2 до 100
Габариты, мм 0150x280
Аксессуары: 1) сменный фильтр, 2) емкость для лекарств и ароматизаторов.
Разработка фильтрующего материала для очистителей воздуха полифункционального назначения на основе волокнистых магнитных материалов
Полимерные волокна по своей внутренней структуре и физико-химическим свойствам отли-
Наименование модели Площадь 2 аэроионизации, м Стоимость в ценах июля 1998 г., р.
Элион 1320 10 605
Элион 1325 2 723
Элион Ретро 20 773
Элион 132 20 711
Элион 132 Ш 2 611
чаются от натуральных значительной ориентацией макромолекул вдоль оси волокон, гидрофоб-ностью и сравнительно небольшим числом поверхностно-активных центров. Для улучшения физико-химических и технологических свойств полимеров в их состав вводят различные наполнители и стабилизаторы [13]. Наполненные композиционные материалы являются микрогетерогенными трехкомпонентными системами и представляют дисперсные системы, в которых дисперсная фаза - наполнитель - распределена в дисперсионной среде - полимере (расплаве полимера). При этом физико-химические и другие свойства таких систем зависят от состава композиции, размера и формы частиц, степени наполнения [14] и химической природы наполнителя [15].
Свойства наполненных полимеров определяются процессами взаимодействия компонентов на высокоразвитой границе раздела полимер-наполнитель [16].
Установлено, что введение в полимеры активного наполнителя, например высокодисперсного порошка железа, улучшает их термомеханические свойства. Наблюдаемое повышение термомеханических свойств и повышение этого эффекта с увеличением количества и дисперсности наполнителя обусловлено, очевидно, адсорбци-онно-химическим взаимодействием между полимерами и наполнителем.
В работе [15] исследовано влияние частиц ТЮ2 с размером 0,25 мкм на свойства изотактическо-го полипропилена. Добавка ТЮ2 приводит к увеличению модуля упругости и предела прочности при растяжении, относительного удлинения при разрушении и сопротивления удару. В работе [17] показано, что добавки оксидов кремния, алюминия, гитана (рутильной формы)и цинка до 8,0 % об. с размером частиц менее 1 мкм и удельной поверхностью 10 м2/г способны влиять на характер изменений кристаллической и аморфной фаз полимера. Введение в полиэтилен высокой плотности 2 % ТЮ2 и БЮ2 приводит к уменьшению его сферолитов в 2,5 и 1,5 раза при одновременном возрастании степени кристалличности на 12-13 и 10 % соответственно, что свидетельствует об образовании более термодинамически равновесной структуры в присутствии добавок наполнителя.
Волокнистые полимерные магнитные материалы (ВПММ) являются высокоэффективным средством очистки газовых выбросов от твердых дисперсных загрязнений, в пространстве которых создается полилокализованное магнитное поле, обеспечивающее захват высокодисперсных частиц в окрестности точек контакта отдельных волокон, где наблюдается наибольшая напряженность магнитного поля [18].
Одним из наиболее важных параметров ВПММ является диаметр волокон, определяющий эффективность фильтрации. Установлено, что фильтровальные материалы, состоящие из толстых волокон, даже при намагничивании образца не в состоянии обеспечить достаточно высокую эффективность фильтрации. Эффективность фильтрационной очистки ВПММ определяется совокупностью многих факторов и зависит от таких параметров, как вид и концентрация феррита в ВПММ, величина остаточной магнитной индукции, плотность упаковки ВПММ (обычно 140-210 кг/м3), толщина образца фильтровальной перегородки.
Магнитные волокнистые полимерные материалы (МВПМ) представляют собой совокупность волокон, адгезионно связанных в местах пересечения волокон из полимерных материалов и содержащих ферритовый наполнитель. Воздействие переменного электромагнитного поля на фильтрующую перегородку или насадку из МВПМ вызывает низкочастотные колебания объема насадки, увеличение ее объема и, как следствие, удаление задержанных в объеме дисперсных частиц загрязнений при продувке фильтровального слоя обратным по направлению движения очищаемого газа воздушным потоком.
Нами разработана технология производства нетканых волокнистых материалов из отходов термопластичных полимерных материалов нетрадиционным безфильерным способом [19] для сорбции нефти, нефтепродуктов, ряда ионов металлов из водных растворов, а также очистки газовых смесей от присутствующих загрязнений. Этот способ получения волокна относится к безфильерным и заключается в вытягивании нити с поверхности расплава с помощью центробежных аэродинамических сил с получением нетканых волокнистых материалов типа ваты или приеме струек расплава термопластов на вращающийся барабан. При подаче жидкой струйки расплава на вращающийся барабан в процессе продольного течения струя превращается в волокно, причем это фазовое превращение является изотермическим фазовым переходом во внешнем поле центробежных сил. Образцы волокон из термопластов (с добавками ферромагнитных частиц) в основном из полипропилена марок 21030-16-^ +21060-16, отходов одноразовых шприцев, а также из полиэтилентерефталата (лавсановых бутылок), были получены на опытной установке с цен-тробежно-аэродинамическим способом получения волокна, изображенной на рис. 1.
В процессе получения волокна полимерный материал подвергался частичному окислению кислородом воздуха, что по данным ИК-спект-рометрии приводило к появлению в спектре по-
лос поглощения, характерных для карбонильных, карбоксильных и гидроксильных функциональных групп в области 1600-1850 см-1. Установлено, что определяющими параметрами процесса получения волокна из отходов полипропилена являются окружная скорость на кромке вращающегося реактора, температура пленки расплава во вращающемся реакторе и массовый расход полимера, обеспечивающий условия пленочного течения расплава во вращающемся реакторе. Свойства получаемых волокон исследовались оптическим методом с помощью микроскопа типа ОБМ в проходящем свете методами термической дериватографии и ИК-спектрометрии, а также определялась степень очистки воздуха от дисперсных частиц.
Испытания магнитных волокнистых фильтрующих материалов
Волокнистые магнитные фильтрующие материалы являются не только высокоэффективным материалом для очистки газовых сред от дисперсных частиц, но и позволяют организовать регенерацию фильтрующего элемента. При фильтровании загрязненного газа задержка дисперсных частиц может происходить по следующим механизмам. Крупные частицы (>20 мкм) улавливаются в основном путем инерционного захвата, гравитационного осаждения и ситового эффекта, а мелкие (<20 мкм) частицы загрязнителя улавливаются касанием, диффузионным и магнитным осаждением, коагуляцией частиц.
Для получения магнитных волокон нами была изготовлена установка (рис. 1). Основу волокнистого материала составлял полипропилен марки 21030-16. В качестве наполнителя был использован ферромагнитный порошок Ре304 для изготовления постоянных магнитов по ТУ 6-09-563-85 с размером частиц 5-12 мкм. Содержание наполнителя варьировалось в диапазоне от 2,5 до 20 % масс. Структура МВПМ представляет собой совокупность адгезионно скрепленных волокон, содержащих дисперсный ферритовый наполнитель. В зависимости от технологических режимов формования материала можно регулировать его плотность, пористость и механические характеристики.
Диапазон значений физико-механических характеристик полученных МВПМ на основе полипропилена, содержащего 15% масс. Ре304, следующий: насыпная плотность волокнистого материала - 138 г/м3, пористость 80 %, диаметр волокон составлял от 1,0 до 250 мкм. Намагничивание волокнистых материалов осуществляли в импульсном магнитном поле на установке импульсного намагничивания и контроля параметров магнитов типа ТКМГН-8. Величину остаточ-
Табпица 3
Остаточная магнитная индукция Вг. мТл, магнитных полипропиленовых волокнистых материалов на основе порошка ферромагнитного Ре,04
Наполнитель Содержание наполнителя, % масс
Ферромагнитный порошок ИезОд 2,5 7,5 15,0 20,0
Магнитная индукция,мТл 0,12 0,48 1,03 1,33
Насыпная плотность материала, кг/м3 110 127 138 150
ной магнитной индукции Вг определяли измерителем типа Ш-1-8.
Остаточная магнитная индукция Вг, мТл, с разным содержанием ферритового наполнителя Ре304 приведена в табл. 3.
Фильтрационные характеристики МВПМ оценивали по ГОСТ 25277-82 с помощью лабораторной установки, обеспечивающей подачу зальщенного газа через фильтрующую перегородку толщиной 10-15 мм. Влияние содержания ферритового наполнителя, плотности упаковки МВПМ в объеме фильтровального элемента, среднего диаметра волокон МВПМ и числа циклов регенерации путем одновременной обработки МВПМ в переменном электромагнитном поле и обратной продувке потоком воздуха на степень очистки загрязненного воздуха от содержащихся в нем дисперсных частиц приведены на рис. 2-5.
Эффективность улавливания дисперсных материалов из воздуха в основном определяется концентрацией порошка Ре304 в МВПМ, его намагниченностью, плотностью материала, диаметром волокон, толщиной фильтрующего слоя, размером частиц загрязнителя.
Повышение концентрации феррита в фильтрующем слое позволяет намагничивать его до более высоких значений остаточной магнитной индукции Вг.
Установлено, что концентрация феррита в фильтровальном материале и его намагниченность определяют эффективность очистки загрязненных газов. Это обусловлено тем, что с ростом остаточной магнитной индукции повышается вероятность магнитного захвата частиц загрязнителя, в том числе и немагнитных.
Проведены лабораторные исследования по нанесению на волокнистые материалы ряда антибактерицидных препаратов для обеззараживания проб воды методом мембранной фильтрации, согласно приказу № 720 (посев на стерильность) САИПИН 2.1.4559 - 96 «Питьевая вода». Пять образцов волокнистых материалов, обработанных антибактерицидными препаратами, показали высокую эффективность очистки проб от кишечной палочки.
В результате выполненных в соответствии с ТЗ Администрации Томской области нами разработана конструкиция очиститиля воздуха полифункциональных волокнистых материалов с нанесенными на их поверхность антибактерицидными присадками. Очиститель воздуха схематически показан на рис. 6.
ЗаКлЮЧсНИс
1. В результате исследований разработаны технология и оборудование для получения волокон
на основе термопластов с нанесением на их поверхность антибактерицидных присадок. 2. Разработана и изготовлена конструкция очистителя воздуха полифункционального назначения - обеспыливание, обеззараживание, увлажнение и насыщение очищенного воздуха аэроио-нами с потенциально возможными рыночными ценами почти на порядок меньшими, чем цены зарубежных аналогов.
Рис. 1. Схема производства волокнистых сорбентов из утиля и отходов термопластов; 1 - одношнековый экструдер, 2 - волокноприемник, 3 - кольцевой воздуховод, 4 - нагреватель вращающейся чаши
О 5 10 15 20
Содержание ферритового наполнителя, % масс
Рис. 2. Влияние концентрации ферритового наполнителя в намагниченном и ненамагниченном МВПМ на эффективность очистки воздуха от частиц оксида железа размером 12 мкм при среднем диаметре волокон 150 мкм, толщине фильтрующего слоя 10 мм и линейной скорости воздуха 0,02 м/с: Д - предварительно намагниченный образец, о - ненамагниченный образец
х
а
я
I
л
я $
в
о» и U
100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 80
100
150 200 250
Плотность фильтроматериала, г/м
—Q-
300
Рис. 3. Зависимость эффективности очистки атмосферного воздуха, загрязненного стеклянным порошком с размером частиц от 10 до 20 мкм, от плотности намагниченного фильтрующего слоя на основе полипропилена, содержащего ферритовый порошок оксида железа; О - 2,5 масс %, а - 7,5 масс %, Д -15 масс %, х -20 масс %
100
90
ä4 80 SB
а
s
S 70
я
в «
в
2
£ 60
50
40
50
100 150 200
Диаметр волокна, мкм
250
300
Рис. 4. Влияние среднего диаметра волокна, содержащего 15% масс, феррита оксида железа на степень очистки от частиц оксида кремния с размером частиц 2,5-3,0 мкм при толщине фильтрующего слоя 10 мм: о - намагниченного материала,
О - ненамагниченного материала
н «
о» с
41
н
4 6 8 10
Число циклов регенерации, шт.
Рис. 5. Зависимость эффективности очистки запыленного частицами ферромагнитного оксида железа с размером частиц 0,1-0,5 мкм воздуха от числа циклов регенерации фильтровального материала с помощью внешнего электромагнитного поля
при толщине фильтрующего слоя 10 мм
Исходный воздух
Защитная решетка
Кассета для улавливания грубых частиц Кассета для улавливания тонких частиц
Кассета с антибактерицидными присадками
Очищенный воздух
Вода с отдушками и/или лекарственными препаратами
Рис. 6. Очиститель воздуха «Аэрон»
Литература
1. Санитарные нормы и правила. СНИЛ № 2152-80.
2. Скипетров В.П. Аэроны и жизнь. 1995.
3. Материалы сайта Центра по борьбе с аллергическими заболеваниями США (www.allergyreliefcenter.com).
4. Проспект фирмы »Samsung».
5. Проспект фирмы «Вопесо».
6. Проспект фирмы «BonAir».
7. Калинушкин М.П. Насосы и вентиляторы. М.: Высшая школа, 1987.
8. Хорошев Г.А., Петров Ю.И., Егоров Н.Ф. Борьба с шумом вентиляторов. М,: Энергоиздат, 1981.
9. Лоскутников А.И. Исследование конструкции малошумных вентиляторов: Сб. трудов «Электронные и электромеханические системы и устройства». Томск, 1997.
10. Проспект завода «Диод».
11. Техническое описание увлажнителя «Комфорт».
12. Изжеуров Е.А., Ревякин A.B., Журков Б.Н. и др. Распылитель жидкости. Авт. свид. № 93030236/26, Бюлл, Изобр. 1996. Ns 18.
13. Вольф Л .А. Некоторые проблемы модификации попивинилспиртовых волокон и придания им специальных свойств: Автореф. дис.... докт. хим. наук. Л., 1966.
14. Патент № 5412025 (США): Получение наполненных полиолефинов с использованием форполиолефинов и добавок для улучшения совместимости. МКИ С08К 5/05, С08КЗ/22, опубл. 02.05.1995.
15. Burke М., Young R.J., Stanford J.L. Titanium dioxide filled polypropylene. Filled Plast. 1992: 5 the Intern. Fillers Conf., Manchester, 19-20 May, 1992. London, 1992. P. 135-142.
16. Поконова Ю.В. Новые иониты и адсорбенты из нефтяного сырья: Учеб. пос. Л.: Ленинградский технологический институт им. Ленсовета, 1981. 52 с.
17. Beluch W., Jaworski J., Stabik J. Wplyw ksztaltu ziaren napelniaczy na lepkosc polietylenn i polistyrenn w stanie uplastyczniomym // Polin». Tworz. Wielkoczasteczk. 1994.39. № 11-12, C. 698-703.
18. Сандуляк A.B., Дахненко В.Л., Клепач Н.И. Совершенствование узла очистки в магнитных фильтрах // Химическая технология. 1989. №5(167). С. 40-45.
19. Теория формования химических волокон / Под ред. А.Т. Серкова | М.: Химия, 1975. 280 с.
Ф.Ф. Идрисов, A.B. Эрлих ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РЫНОЧНОЙ ЦЕНЫ ТОВАРА
Томский государственный педагогический университет
Прогнозирование цены товара на рынке является одним из главных моментов в деятельности предпринимателя, так как позволяет ему планировать закупки товара, размер запаса товара на складе, выставлять товар на продажу или придерживать его и т.д.
Для прогнозирования цены можно использовать методы анализа временных рядов, которые не связаны с какой-либо теорией ценообразования, но можно также использовать, с некоторыми модификациями, какую-либо теорию ценообразования. К числу таких теорий относится так называемая паутинообразная модель [1,2], основанная на следующих предпосылках.
Вся ось времени разбивается на отрезки одинаковой длины (например день, неделя и т.д.). Пусть Р, есть цена товара на отрезке с номером г. Считается, что вид кривых спроса £>(Р,) и предложения товара 5 (Л) известны. Тогда основным соотношением, определяющим динамику цены товара, является соотношение [2]
= (1) которое и позволяет построить траекторию цены Рь зная начальную цену Р0.
Однако эта модель является простейшей и не учитывает целый ряд факторов. В частности, данная модель не учитывает случайных флуктуаций спроса на товар, которые могут возникать в том числе из-за чисто психологических факторов (например: «все берут сахар, пора и мне сделать его запасы»). Поэтому модель (1) следует дополнить этим случайным слагаемым и записать основное соотношение (1) в виде
/)(Р«) = 5(Л-.)+ (2)
где V/, - некоторый случайный процесс. Ниже исследуется одна из таких моделей.
Конкретизация модели Допустим, что в окрестности равновесной цены зависимости И(Р) и Б(Р) от цены товара Р могут быть аппроксимированы прямой линией
В(Р) = а - а х Р, 3(Р) = $ + ЬхР, так что уравнение (2) принимает вид а-ахР, =р+£хР(Ч+Гг. (3)
Будем считать, что М{ И^} = 0. Тогда, обозначая М{РХ} через Р и усредняя (3), получим уравнение, определяющее равновесную цену:
а-ахЯ =р + ЬхР, откуда
