КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ КЛИМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

6. Вайцель А.А., Сиренко Е.Р., Гаврюхина А.В. Анализ программного комплекса для расчёта гидродинамических процессов в водоснабжении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 3. С. 102-105.

Шишкина Анастасия Андреевна, студент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет

COMPARATIVE ANALYSIS OF TYPES OF CLIMATE EQUIPMENT BY THE METHOD OF MATHEMATICAL MODELING

A.A. Shishkina

The results of mathematical modeling of the analysis of the influence of the quantity and type of climatic equipment on the room temperature and working conditions are presented. Mathematical modeling was carried out using the finite element method in the Ansys program.

Key words: comparative analysis, information processing, climatic equipment, mathematical modeling, working conditions, labor protection.

Shishkina Anastasia Andreevna, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University

УДК 004.94; 331.45

КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ КЛИМАТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМФОРТНЫХ УСЛОВИЙ ТРУДА

П.А. Шишкина

С использованием компьютерных технологий проведено математическое моделирование работы климатического оборудования в производственном помещении для обеспечения нормальных условий работы персонала при постоянном нагреве воздуха оборудованием.

Ключевые слова: условия труда, компьютерный анализ, математическое моделирование, информация, климатическое оборудование.

Математическое моделирование с помощью компьютерных технологий на данный момент является одним из наиболее актуальных и прогрессивных методов решения научных и практических задач. Данный способ применяется повсеместно в автомобилестроении, авиации, строительстве, механики и других областях деятельности человека. Применение подобного подхода позволяет добиться изучения десятков различных параметров и их влияния друг на друга. В частности, в программе Ansys и подпрограмме CFX возможно определение следующих параметров: скорость, температура, давление, массовый расход, турбулентность, энергия, теплоперенос, сила и т.п. [1-6].

Одним из возможных применений математического моделирования является комплексная оценка работы климатического оборудования в производственных помещениях. Данное исследование важно для обеспечения комфортных и безопасных условий труда на производстве, что является важной составляющей техносферной безопасности.

В данной работе рассматривается вопрос о применении различных типов кондиционеров в помещении, оборудованном условными источниками тепла, которые выдувают воздух со скоростью 0,1 м/с в комнату. Рассматривались 2 варианта климатического оборудования:

Системный анализ, управление и обработка информации

1. 3 настенных кондиционеров, расположенных по разные стороны от источников тепла;

2. 2 потолочных кондиционера.

Рассматривались объемное распределение температуры (рис. 1) и объемное распределение общего давления (рис. 2) в помещении.

Temperature 31 Н2е+02

3.1125+02 ___Ь,~

Temperatura 3.112е+02

I

m

N

б

Рис. 1. Объемное распределение температуры

Наибольшая температура воздуха наблюдается в зоне работы условных источников тепла, а наименьшая в области работы кондиционеров. При этом видно, что средняя температура в помещении с настенными кондиционерами значительно выше, чем температура в помещении с потолочными кондиционерами. Данный факт объясняется тем, что несмотря на большее количество настенных кондиционеров, массовый расход данного оборудования существенно ниже, чем у потолочных. В которых принято, что по всей площади выдуваемый воздух движется с равной скоростью и одинаковой температурой. В следствии чего в помещении устанавливается температура воздуха меньшая на 6 градусов по Цельсию, чем при использовании настенных кондиционеров с меньшей площадью отверстия, через которое вдувается холодный воздух.

Наибольшее общее давление при работе настенных кондиционеров достигает величины 50 Па, которое располагается в зоне работы кондиционера, а при использовании потолочных, общее давление составляет более 150 Па. Однако среднее давление в помещении имеет примерно одинаковое значение.

Total Pressure 4.585e+Q1

[Pa|

Total Pressure 1.586e+02

1.194e<02

У

[Pa]

4.112et01 4-.,

б

Рис. 2. Объемное распределение общего давления

Несмотря на большее число кондиционеров и меньшую температуру выдуваемого воздуха, установившаяся температура в помещении при использовании настенного кондиционирующего оборудования больше, чем при использовании потолочного. Общее давление в помещении примерно одинаковое и не зависит от типа охлаждающего оборудования.

а

а

Список литературы

1. Шишкина А.А. Применение программно-математических комплексов для улучшения условий труда на производстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 11. С. 327-330.

2. Шишкина А.А. Аналитический метод выбора климатического оборудования в помещении промышленного назначения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 329-332.

3. Шишкина П.А. Математическое моделирование и сравнительный анализ работы оборудования для обеспечения комфортной температуры в производственном помещении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 10. С. 276-279.

4. Чубова Е.В. Анализ этапов внедрения системы управления охраной труда // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 7. С. 272-278.

5. Газаров А.Р. Применение метода конечных элементов для исследования аэродинамики зданий // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 282-284.

6. Вайцель А.А., Сиренко Е.Р., Гаврюхина А.В. Анализ программного комплекса для расчёта гидродинамических процессов в водоснабжении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 3. С. 102105.

Шишкина Полина Андреевна, студент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет

COMPUTER ANALYSIS OF CLIMATE EQUIPMENT FOR PROVIDING COMFORTABLE

WORKING CONDITIONS

P.A. Shishkina

With the use of computer technologies, mathematical modeling of the operation of climatic equipment in the production room was carried out to ensure normal working conditions for personnel with constant heating of the air by the equipment.

Key words: working conditions, computer analysis, mathematical modeling, information, climatic equipment.

Shishkina Polina Andreevna, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University