CC BY
20
док збшьшення дози до 1 р/кг тварини гинуть. Для промивання тканин у тек-стильнш промисловосп використовують гексаметафосфат, пари якого мають мiсцеву подразнювальну дiю.
Отже, з метою гтени та профiлактики ди рiзних хiмiчних речовин, що використовуються у текстильнш промисловосп, працiвникам необхiдно дотримуватися техшки безпеки, проводити аналiз рiвня забруднення сиро-винних матер1ал1в, готових текстильних вироб1в, оцiнювати дози надходжен-ня токсичних речовин в оргашзм людини.
Лiтература
1. Про проведення державно! саштарно-ппешчно! експертизи щодо розробки, вироб-ництва i застосування продукцп, яка може негативно впливати на здоров'я людини: Наказ Mi-шстерства охорони здоров'я Укра!ни вiд 20.10.95 р., № 190. Зареестровано у Мш'юст Укра!ни вiд 03.01.96 р., № 2/1027.
2. Боговский П. Гигиенические аспекты изучения канцерогенных N - нитросоединений / П. Боговский, К. Веттинг // Гигиена и санитария. - 1988. - № 4. - С. 58-63.
3. Склянников В.П. Гигиеническая оценка материалов для одежды / В.П. Склянников, Р.Ф. Афанасьева, Е.Н. Мешкова. - М. : Легпромбытиздат, 1985. - 144 с.
4. Рудавська Г.Б. Саштарно-ппешчна експертиза товарiв / Г.Б. Рудавська, Л.1. Демкевич : тдручник. - К. : Вид-во КНТЕУ, 2003. - 409 с.
Демкевич Л.И., Барна М.Ю., Сафронова Е.В., Уська А.М. Использование химических веществ в текстильной промышленности и их токсикологическая характеристика
Приведены токсикологическия характеристики некоторых химических красителей, замасливателей, эмульгаторов, восстановителей, пропиток для тканей, их влияние на организм человека.
Ключевые слова: красители, текстильная промышленность, влияние, предельно допустимые концентрации.
Demkevick L.I., Barna M.Yu., Safronova O.V., Uska A.M. The use of chemicals in the textile industry and their toxicological characteristics
An toxicological characteristics of some chemical dyes, sizing, emulsifiers, recovery, driers for fabrics, their impact on the human body.
Keywords: dyes, textiles, and influence, the maximum permissible concentration.
УДК 674:621.928.93 Доц. А.В. Ляшеник1, канд. техн. наук;
доц. Л. О. Тисовський2, канд. фьз.-мат. наук; викл. Л.М. Дорундяк1; доц. Ю.Р. Дадак2, канд. техн. наук
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ БУНКЕРА НА АЕРОДИНАМ1КУ ЦИКЛОНА ШЛЯХОМ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕС1В ЗАСОБАМИ COSMOS FLOWORKS
За допомогою пакета Cosmos Floworks проаналiзовано вплив бункера циклона на аеродинамжу пов^ряних потоюв у апаратг Наведено рекомендаци щодо покра-щення конструкцп пиловловлювача, зниження його гiдравлiчного опору та шдви-щення ефективност процесу очищення деревного пилу.
1 Коломийський поттехтчний коледж;
2 НЛТУ Украши, м. Льв1в
Дослiдження аеродинамiчних процешв, що вiдбуваються у циклонах, були i е в полi зору багатьох дослiдникiв. Однак питанням дослщження впли-ву геометричних po3MipiB окремих частин циклона на його гiдравлiчний onip у лiтеpатуpi придшено мало уваги. Це пов'язано з тим, що юнукта донедавна шдходи до математичного моделювання не давали змоги точно описати про-цес руху запилених потоюв, а експериментальт дoслiдження е дорогими i складними для практично! pеалiзацil. У попередшх роботах [1-4] наведено математичнi мoделi процесу очищення пoвiтpя у циклонах. Сучаст CFD-па-кети дають змогу здiйснити пеpевipку отриманих pанiше результапв, i про-довжити аналiз впливу окремих елеменпв циклона на характеристики апара-та загалом. У цш poбoтi зроблено спробу здiйснити аналiз впливу бункера циклона на його основт характеристики.
Останнiми роками, у зв'язку з потужним розвитком комп'ютерно! тех-нiки та програмного забезпечення, ютотно розширилися мoжливoстi числового аналiзу завдяки CAE (Computer Aided Engineering) технологш, тобто технологш розрахункового аналiзу кoнстpукцiй. У межах САЕ юнуе такий клас програм, як CFD (Computational Fluid Dynamics), що призначет для комп'ютерного аналiзу задач динамiки. До цього класу належать такi програ-ми, як CosmosFloworks, Fluent, Flowvision та шшг CFD-програми добре себе зарекомендували тд час наукових дoслiджень у piзнoманiтних галузях про-мислoвoстi. Дoслiдження аеpoдинамiчних пpoцесiв у циклoнi проводили за допомогою студентсько! версп програми CosmosFloworks. Математичну структуру пакета наведено в робот [5].
Для проведения дослщжень у пpoгpамi SolidWorks було побудовано твердотшьну модель циклона ЦН-15 з наступними poзмipами:
• дiаметp циклона, D - 400 мм;
• висота цилшдрично! частини циклона, Нц - 650 мм;
• висота котчно! частини циклона, НК - 800 мм;
• дiаметp вихлоино! труби, d - 240 мм;
• глибина занурення вихлопно! труби, h3 -316 мм;
• дiаметp пиловипускного патрубка, d0 - 150 мм;
• дiаметp бункера Db - 600 м;
• висота бункера Нь - 450мм.
Швидюсть потоку повггря у вхiднoму патрубку приймали такою, що дopiвнюе V=20 м/с. Густина пoвiтpя рп=1,3 кг/м3, густина матеpiалу твердо! частинки рч=700 кг/м3; температура пoвiтpянoгo потоку Т0 = 20°С; статичний тиск на вихoдi з вихлопно! труби циклона дopiвнюе атмосферному. Пдрав-лiчний отр циклона визначали як piзницю повних тисюв на вхiднoму патрубку та на вихoдi з вихлопно! труби.
Основш результати, як були отримат засобами CosmosFloworks сто-совно моделей, запропонованих у [2], представлен нижче. На рис. 1 представлено траекторп руху повиряного потоку (а) та частинок пилу (б) дiамет-ром 5-10"6 м у циклон з бункером дiаметpoм 600 мм висотою 450 мм.
Рис. 1. Траектори руху повiтряних nomoKie (а) та частинок пилу (б) у циклом
Рис. 2. Траектори руху повтряних nomoKie у циклот з резною висотою бункера (а -100 мм; б - 800 мм)
У 6yHKepi наявш штенсивш повпряш потоки (рис. 1, а).
101670 101665 101660 а101655 С 101650 §101645 н 101640 101635 101630 101625
0
200 400 600 800 Висота бункера, мм
1000
0
0,6
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Ширина бункера, м -200 --900 --450 --150 700 -280 аб Рис. 3. Розподл статичного тиску у бункерi циклона а - залежтсть максимального тиску в бункерi вiд його висоти; б - розподы тиску по перерiзу бункера
Траектори руху частинок пилу дiаметром 5-10-6 м е бшьш округлими (рис. 1, б), що пояснюеться шерцшшстю частинки. Гiдравлiчний ошр тако! конструкцп циклона за швидкосп потоку повпря у вхщному патрубку 20 м/с становить 723 Па. З точки зору аеродинамжи процесу, роль бункера полягае у створеш умов для затухання обертового руху повпряного потоку. Тому бункер повинен мати достатньо велик розмiри. Для запоб^ання зменшенню об'ему бункера необхщно слiдкувати за його переповненням уловленими час-
тинками. На рис. 2 зображено траекторп руху повiтряних потоюв у тому ж циклон за використанням укороченого (висота дорiвнюе 100 мм) (рис. 2, а) та видовженого (800 мм) (рис. 2, б) бункера дiаметром 600 мм. У циклош з надмiрно коротким бункером поворот зовтшнього повпряного вихору вщбу-ваеться виключно у конiчнiй частинi апарата. Це призводить до зниження ефективносп процесу очищення повiтря.
Збiльшення висоти бункера (Нь) приводить до зниження значення статичного тиску у ньому. На рис. 3, а представлено графж залежностi максимального статичного тиску в бункерi на ош циклона вiд значення Нь. У разi зростання значення Нь вщ 100 мм до 400 мм значення статичного тиску на ош циклона в бункерi рiзко знижуеться вiд 10667 Па до 101635 Па. З подальшим зростанням висоти бункера значення статичного тиску практично не змь нюеться. На рис. 3, б представлено графж розподшу статичного стиску в бун-керi за рiзних значень висоти бункера: 150, 200, 280, 450, 700 та 900 мм. Не-залежно вщ значення Нь, найнижчим статичний тиск е на ош бункера i зрос-тае у напрямку до стiнок. Значення Нь також мае вплив на гiдравлiчний отр циклона. На рис. 4 представлено графж залежностi гiдравлiчного опору апарата вщ висоти бункера. При виборi бункера, якщо не передбачено безперер-вного вивантаження вiдходiв, потрiбно розраховувати його об'ем з урахуван-ням кiлькостi уловлених вiдходiв. Дiаметр бункера (Db) теж мае вплив на пд-равлiчний отр циклона. За значення Db 150мм гiдравлiчний отр становив 773Па. При Db=900 мм опiр складатиме 722Па.
755т
750
0
200 400 600 800 Висота циклона, мм
Рис. 4. Залежтсть гiдравлiчного опору циклона вiд висоти бункера
1000
б
Рис. 5. Варiанти тд'еднання кошчно1 частини до бункера:
а - без допомiжних пристроив; б - з котчною вставкою; в - за допомогою патрубка
Для зменшення штенсивносп повиряних потоюв у бункерi апарата можна скористатися вщомими ршеннями [6] (рис. 5). У мюцях тд'еднання бункера часто застосовують рiзноманiтнi додатковi пристро!. На рис. 5, а показано найпроспший варiант, який застосовуеться найчастше. На рис. 6 представлено результати аналiзу руху повиряних потокiв у разi вико-ристання котчно! вставки (рис. 5, б) для циклона ЦН-15 з бункером висотою 450 мм та дiаметром 600 мм. Бачимо, що iнтенсивнiсть повiтряних потокiв у бункерi дещо знизилася. Вони стали бшьш впорядкованими. Результати дос-лщжень, якi представленi у роботi [6], свщчать про те, що ефективтсть цик-
а
в
лона зi застосуванням кошчно! вставки шдвищуеться. Гiдравлiчний опiр конструкцп становив 728 Па.
Рис. 6. Траектори руху повiтряних пототв (а) Рис. 7. Траектори руху та частинок пилу (б) у циклон з кошчною повiтряних потошв у
вставкою у бункерi циклот з патрубком
для приеднання бункера
У разi використання патрубка (рис. 5, в) для шд'еднання кошчно! час-тини циклона ЦН-15 до бункера (рис. 7) зростае гiдравлiчний ошр апарата до 754 Па, а також знижуеться ефектившсть циклона внаслщок зворотного ви-носу пилу через висок швидкосп повпряного потоку у патрубку. За результатами експерименпв, як були описанi у роботi [8] при використанш такого патрубка ефектившсть процесу очищення запиленого потоку знижувалась вiд 82 % до 72 %.
Експериментально було доведено [7], що критичним фактором у робота циклона е тиск у бункерi апарата. Якщо у пилозбiрнику виникае розрь дження, то з'являеться шдсмоктування повiтря з атмосфери у бункер, що значно знижуе ефектившсть процесу очищення газового потоку. З шших джерел [6, 7] вщомо, що вщсмоктування частини повiтря з бункера сприяе шдвищенню ефективностi процесу очищення та одночасно знижуе гiдравлiч-ний ошр апарата. На нашу думку, влаштовувати складш механiзми для такого вщбору повiтря з бункера е недоцшьно, оскiльки це приведе до ускладнен-
ня конструкцп циклона. На деревообробних пiдприeмствах е вiдомими прик-лади роботи циклошв без бункера. Це пояснюеться тим фактом, що тради-цiйно таю апарати встановлюють на нагнiтальнiй сторон вентилятора, тобто вони працюють тд напором, а тому легко добитися тдвищення статичного тиску в мющ з'еднання конуса з бункером та у самому пилозбiрнику. Далi ефекту вщсмоктування частини очищеного повiтря можна добитися встанов-ленням невеликого фшьтрувального рукава на бункерi. При цьому слiд особ-ливу увагу придшити тому, щоб у пилозб1рнику не виникало розрщження.
Аналiз руху потоку повгг-ря та частинок пилу у конструк-цп циклона з бункером, що мае фшьтрувальний рукав, наведено на рис. 8, а та б.
Найбшьший вплив на характер змши статичного тиску в нижнш частит циклона мае зна-чення дiаметра вихлопно1 труби [4]. Такий результат дае змогу розробити конструкщю циклона з регульованими витратами по-вiтря. Для цього достатньо вико-ристати конструкцiю пристрою для змши площi поперечного пе-рерiзу вихлопно1 труби. Сучасна елементна база дае змогу зробити такий циклон без надмiрного ус-nomoKie (а) та частинок muy (6) у циклош кладнення конструкци. з бункером, що мае фгльтрувальний рукав
Проведет дослщження дали змогу зробити висновок про значний вплив бункера на аеродинам^ процесу циклонування та характеристики циклошв. Розроблена конструкщя циклона, у якш передбачена можливють змiни висоти цилшдрично! частини, площi перерiзу вихлопно1 труби та використан-ня рiзних типiв кошчно! частини та буш^в. Дослiдження такого циклона бу-демо проводити на стенд^ схему якого наведено у робот [2]. Плануемо прове-дення експериментальних випробовувань та порiвняння 1х результапв з вщо-мими теоретичними i моделюванням засобами CosmosFloworks.
Л1тература
1. Тисовський Л.О. Побудова математично! моделi для задачi про рух повпря в циклонi / Л.О. Тисовський, Л.М. Дорундяк, А.В. Ляшеник, Ю.Р. Дадак // Всеукра!нський науково-тех-шчний журнал гiрничого профiлю. - Донецьк : Вид-во ДонНТУ. - 2010. - Вип. 2(28). - С. 57-62.
2. Лютий С.М. Циклони в деревообробнш промисловостi : монографiя / С.М. Лютий, Л.О. Тисовський, Ю.Р. Дадак, А.В. Ляшеник. - Львiв : Ред. журналу "Украшський паачник", 2009. - 148 с.
3. Ляшеник А.В. ОбГрунтування конструкцп циклона для очищення повпря на тд-приемствах деревообробно! галузi / А.В. Ляшеник, Л.О. Тисовський, Л.М. Дорундяк, Ю.Р. Да-
а б
Рис. Я. Траекторн руху повтряних
дак // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. -2011. - Вип. 21.9. - С. 119-125.
4. Ляшеник А.В. Вплив висоти цилвдрично! частини та глибини занурення вихлопно! труби на характеристики циклона / А.В. Ляшеник, Л.О. Тисовський, Л.М. Дорундяк, Ю.Р. Да-дак // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. -2011. - Вип. 21.3. - С. 101-106.
5. SolidWorks. Компьютерное моделирование в современной практике / А.А. Алямов-ский, А.А. Собачкин, Е.В. Одинцов и др. - СПб. : Изд-во БХВ-Петербург, 2005. - 800 с.
6. Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха / А.И. Пирумов. - М. : Стройиздат, 1981. - 296 с.
7. Кирсанова Н.С. Новые исследования в области центробежной сепарации пыли : обзорная информация / Н.С. Кирсанова. - М. : Изд-во НИИгаз, 1989. - 57 с.
8. Экотехника. Защита атмосферного воздуха от выбросов пыли, аэрозолей и туманов / под ред. Л.В. Чекалова. - Ярославль : Изд-во "Русь". - 424 с.
Ляшенык А.В., Тысовский Л.О., Дорундяк Л.М., Дадак Ю.Р. Исследование влияния бункера на аэродинамику циклона путем моделирования процессов средствами Cosmos Floworks
С помощью пакета Cosmos Floworks проанализировано влияние бункера циклона на аэродинамику воздушных потоков в аппарате. Приведены рекомендации относительно улучшения конструкции пылеуловителя, снижения его гидравлического сопротивления и повышения эффективности процесса очистки древесной пыли.
Lyashenyk A.V., Tysovskiy L.O., Dorundyak L.M., Dadak Yu.R. Cosmos Floworks application to study the impact of the bunker on the aerodynamics of cyclone
With package Cosmos Floworks done analysis of the impact of cyclone bunker aerodynamics of air flow in the apparatus. The following recommendations for improving the design of cyclone, reducing its hydraulic resistance and strengthening the treatment of wood dust.
УДК 628.21 Асист. 1.1. Матлай; доц. В.М. Жук, канд. техн. наук;
проф. МА. Саницький, д-р техн. наук - НУ "Льегвська полттехнгка "
РОЗРАХУНКОВА ВИТРАТА ТА ЧАС КОНЦЕНТРАЦИ ДОЩОВОГО СТОКУ З РАД1АЛЬНИХ У ПЛАН1 БАСЕЙН1В З ПОСТ1ЙНИМ ПОЗДОВЖН1М ПОХИЛОМ
Отримано анал1тичш залежност для визначення тривалост поверхнево! концентраци та розрахунково! витрати для рад1альних у плат басейшв стоку з пос-тшним поздовжшм похилом для дощ1в постшно! в час штенсивносп з урахуванням змшно! швидкосп течп поверхневого потоку та зворотного зв'язку м1ж часом концентраци i розрахунковою штенсившстю дощу.
Ключовг слова: дощовий стж, розрахункова витрата, час концентраци, рад1аль-ний басейн стоку.
Постановка проблеми. Зростакт вимоги до надшносп роботи i до еколопчно! безпеки систем водовщведення в Укра!ш та в свт обумовлюють пошук нових науково обгрунтованих методiв проектування мереж i споруд дощового водовщведення. Стшкють i надшнють роботи систем дощового во-довщведення мiст, iнших населених пункпв та промислових пiдприемств е важливою складовою забезпечення !х нормально! дiяльностi, а також iстотно впливае на екологiчний стан довкiлля. Найважлившими кiлькiсними параметрами поверхневого стоку е його розрахункова витрата та час концентраци.
