Научная статья на тему 'Моделирование процессов переноса и ассимиляции вредных веществ в загазованном помещении участка обкатки'

Моделирование процессов переноса и ассимиляции вредных веществ в загазованном помещении участка обкатки Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
372
86
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук
Ключевые слова
ЗАГАЗОВАННОСТЬ / ВРЕДНОЕ ВЕЩЕСТВО / КОНЦЕНТРАЦИЯ / ВЕНТИЛЯЦИЯ

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Алексеенко Людмила Николаевна, Маслов Евгений Игоревич, Месхи Бесарион Чохоевич, Булыгин Юрий Игоревич

Рассмотрена проблема загазованности участков обкатки объектов автотракторного машиностроения. Произведен краткий обзор моделирования процесса ассимиляции вредных веществ в атмосферном воздухе и производственных помещениях. Разработана математическая модель, описывающая процессы переноса и ассимиляции вредных веществ в помещениях участка обкатки. Модель позволяет прогнозировать качество воздуха в рабочей зоне таких помещений, определять концентрационные поля вредных веществ. Полученные результаты позволяют выработать рекомендации к проектированию системы контроля загазованности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Алексеенко Людмила Николаевна, Маслов Евгений Игоревич, Месхи Бесарион Чохоевич, Булыгин Юрий Игоревич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MODELING OF TRANSPORT PROCESSES AND ASSIMILATION HARMFUL SUBSTANCES IN GASSY PREMISES PLOT RUNNING

The problem of gas stations running of autotractor engineering. Made a brief overview of the process of assimilation modeling of atmospheric pollutants and industrial premises. A mathematical model describing the processes of transfer and assimilation of harmful substances in indoor sites running. The developed model can predict the air quality in the working area of the premises to determine the concentration field of harmful substances. The results obtained allow to formulate recommendations for the design of gas control.

Текст научной работы на тему «Моделирование процессов переноса и ассимиляции вредных веществ в загазованном помещении участка обкатки»

УДК 613.6:621.43

Л.Н.АЛЕКСЕЕНКО, Е.И.МАСЛОВ, Б.Ч.МЕСХИ, Ю.И.БУЛЫГИН

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА И АССИМИЛЯЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЗАГАЗОВАННОМ ПОМЕЩЕНИИ УЧАСТКА ОБКАТКИ

Рассмотрена проблема загазованности участков обкатки объектов автотракторного машиностроения. Произведен краткий обзор моделирования процесса ассимиляции вредных веществ в атмосферном воздухе и производственных помещениях. Разработана математическая модель, описывающая процессы переноса и ассимиляции вредных веществ в помещениях участка обкатки. Модель позволяет прогнозировать качество воздуха в рабочей зоне таких помещений, определять концентрационные поля вредных веществ. Полученные результаты позволяют выработать рекомендации к проектированию системы контроля загазованности.

Ключевые слова: загазованность, вредное вещество, концентрация, вентиляция.

Введение. Технологический цикл изготовления машин завершается серийными испытаниями сборочной единицы (стендовая обкатка). Эти испытания сопровождаются выделением в воздух рабочей зоны с отработанными газами различных вредных веществ (ВВ): оксидов углерода, азота, альдегидов, сажи, бенз(а)пирена (Б(а) П), паров топлива и масел, а также избытков теплоты. Во время обкатки объектов автотракторного машиностроения (комбайны, трактора, автомобили) в производственных помещениях обкаточных участков, когда ассимиляция ВВ работающего двигателя ограничивается объемом помещений, основные продукты горения при неправильно спроектированной вентиляции или в аварийной ситуации (разгерметизация отсосов отработанных газов) могут создавать опасность для здоровья испытателей. Загазованность рабочих зон имеет место и в штатных ситуациях, когда низкая эффективность местных отсосов системы локальной вентиляции приводит к значительному возрастанию концентраций ВВ в рабочей зоне над предельно допустимыми концентрациями ВВ (ПД-Крз), особенно в холодный период года (отсутствует естественная вентиляция). Не разведённые воздухом отработанные газы непригодны для дыхания и смертельно опасны для испытателей за счет наличия в них токсичных составляющих.

Поэтому задача определения полей концентраций ВВ в воздухе помещений участков обкатки машин и разработка рекомендаций к системам газового контроля, а в последующем и к проектированию активной вентиляции является актуальной.

Для решения поставленной задачи необходима разработка математической модели переноса и ассимиляции ВВ от источника (двигателя машины) в воздушную среду помещения обкатки. На основе этой модели можно решать различные задачи, в том числе анализировать различные сценарии развития аварийных ситуаций при обкатке и испытании машин. При этом представляется важным получать пространственно ориентированные картины распределения концентраций ВВ в рабочей зоне, а также изучать динамику их образования во времени.

Краткий обзор существующих моделей процессов переноса и ассимиляции загрязняющих и вредных веществ. В настоящее время существует множество различных моделей, описывающих рассеивание и ассимиляцию веществ. Все они условно делятся на модели, используемые для описания процессов переноса загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и ассимиляции ВВ в закрытых помещениях.

Например, М. Я. Берлянд в своих работах по прогнозированию загрязнения воздуха использует следующее уравнение, описывающее пространственное распределение средних концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе:

(1)

где - концентрация ВВ; Т - время; Xi - координаты; и. и ki - составляющие средней скорости перемещения примеси и коэффициента обмена, относящиеся к направлению оси х ( г = 1, 2, 3); а - коэффициент, определяющий изменение концентрации за счет превращения примеси.

При решении практических задач это уравнение упрощается и принимает вид

(2)

Недостатком этой модели является отсутствие возможности учета времени распространения загрязняющего вещества, а также она разработана для прогнозирования загрязнения в атмосфере и для решаемой нами задачи для случая с помещениями обкатки объектов автотракторного машиностроения неприемлема.

Рассмотрим еще одну из моделей, используемую в СНиП 2.04.052000 "Отопление, вентиляция и кондиционирование" для инженерных расчётов вентиляции производственных помещений. Это уравнение материального баланса имеет вид

L С + О = L С д, (3)

пр пр г выт уЗ^ \"^ /

где Lпр, Lвыт - производительность приточной и вытяжной вентиляции; Спр - концентрация вредного вещества в приточном воздухе;

О. - масса выделяемого в единицу времени в технологическом процессе вредного вещества; Суд - концентрация вредного вещества в рабочей зоне.

Эта модель описывает перенос ВВ для установившегося воздушнотеплового режима помещения (^ ® Г ) и при равномерном распределении концентраций по высоте имеет ряд недостатков, таких как: отсутствие возможности определения концентраций локально, не учитывается время распространения загрязняющего вещества, нельзя задать координаты источника выброса вредностей.

Следующая модель процессов расчета концентрации использует уравнение А.Н.Сельвестрова, имеющее вид

, (4)

где Мвр - количество выделяющихся вредностей, г/с; Lпр - величина воздухообмена, м3/ч; Спр - концентрация вредностей в приточном воздухе (в момент времени Т ), мг/ м3; С0 - начальная концентрация в помещении, мг/ м3; Упом - объем помещения, м3; Т - время, с.

Данная модель не учитывает координаты источника выброса вредностей, концентрации могут быть определены усредненно для всего объёма помещения в текущий момент времени. Как правило, значения концентраций ВВ, рассчитанные по этой модели, оказываются заниженными.

Из приведенного обзора моделей видно, что в основе их математического описания лежат системы дифференциальных уравнений в частных производных, решения для которых в аналитическом виде возможно получить только в частных случаях. Поэтому при математическом моделировании указанных процессов необходимо прибегать к тем или иным численным методам, позволяющим найти приближенное решение дифференциальной задачи в виде таблицы чисел, на основе которой можно построить графическое отображение решения, получить те или иные количественные характеристики процесса, выбрать оптимальные параметры, т.е., в конечном счете, получить достаточно полное представление относительно изучаемой проблемы.

При математическом решении практических задач анализа и синтеза возникает необходимость интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений с частными производными, численными методами.

Наибольшее распространение из численных методов решения дифференциальных уравнений в частных производных получил метод конечных элементов [1]. В этом методе исходная дифференциальная задача заменяется дискретной конечномерной моделью. По существу, метод конечных элементов сочетает разностный метод с кусочно-полиномиальным интерполированием сеточных функций. Приближенное решение в методе конечных элементов ищется в виде разложения по базису из кусочно-линейных (в более общем случае - кусочно-полиномиальных) функций, каждая из которых отлична от нуля лишь в некоторой достаточно малой области. Для определения коэффициентов разложения получаются системы линейных алгебраических уравнений с большими разреженными матрицами специального вида. Эти системы уравнений представляют собой разностные схемы, аппроксимирующие исходную задачу. Для решения полученных сеточных уравнений используются различные методы: Якоби, Зейделя, верхней релаксации, явный итерационный, попеременно-треугольный итерационный, итерационный переменных направлений, Ньютона-Рафсона, матричной прогонки и др.

В предложенной нами модели существует возможность как для определения концентрации в любой момент времени, так и для задания координат источника выброса вредностей. Учитываются размеры помещения и количество источников. Концентрацию можно определять в любой точке пространства. Поля концентраций ВВ ориентированы в пространстве

(учитывается распределение по высоте).

Построение математической модели. При расчете концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны используется трехмерная модель переноса загрязняющего вещества, которая описывается дифференциальным уравнением с частными производными:

(5)

где С - концентрация загрязняющего вещества в помещении; и, ^( -компоненты вектора скорости воздушной среды; ( - скорость оседания вредного вещества; т = (т х, т у, ) - коэффициент турбулентной диффузии; Qi () - интенсивность выброса вредного вещества от

/ -го источника в помещении; 8 (г - гг) - дельта-функция Дирака; г1=

(х1, у1, zi) г = (х., у., ) - координаты источника выброса.

Для расчета поля скорости воздушного потока в помещении, индуцированного работой вентиляции, делается допущение, что движение воздушной среды в помещении потенциальное, тогда компоненты скорости воздушной среды определяются соотношениями:

Э Р ЭР ЭР

и = ---, V = —— , ( =--,

Э х ЭУ Э г

где Р - потенциал.

Уравнение для определения потенциала имеет вид

Э 2 Р Э 2 Р Э 2 Р п

---^ ^ ^ = 0 . (6)

Э х Эу Э г

Для решения дифференциальных уравнений (5) и (6) необходимо определить область, в которой будут проводиться расчеты, для чего определяются начальные и граничные условия.

Начальные и граничные условия для уравнения (5):

- в начальный момент времени t=0 имеем известное значение концентрации С0:

С(х, у, г,0) = Со(х, у, г) .

Данное условие показывает, что в начальный момент времени мы рассматриваем известное значение концентрации вредного вещества в воздухе рабочей зоны, которое может быть либо нулевым, либо может иметь значение фоновой концентрации на момент проведения опыта;

- на боковых стенках: = 0 .

Э п

В последнем равенстве мы указываем, что стенки помещения, в котором проводятся исследования, являются непроницаемыми для концентрации загрязняющего вещества;

- на входной и выходной границах: .

Это уравнение описывает зависимость концентрации вредного вещества в воздухе помещения от скорости втекания воздушного потока V , индуцированного работой вентиляции.

Для уравнения (6) ставятся следующие граничные условия:

- на твердых стенках , где п - единичный вектор внешней нормали;

- на выходной границе (границе втекания воздушного потока в помещение) , где - известное значение скорости;

- на выходной границе P = P(x = const, y) + const (условие Дирихле).

Решение уравнений (5) и (6) осуществляется с помощью метода конечных элементов. При решении использовался программный продукт FlexPDE - программа, предназначенная для построения сценарных моделей решения дифференциальных уравнений методом конечных элементов. По сценарию, написанному пользователем, FlexPDE производит операции, необходимые для того, чтобы преобразовать описание системы дифференциальных уравнений в частных производных в модель для расчета методом конечных элементов, найти решение для этой системы и представить результаты в графической форме. Таким образом, FlexPDE выполняет роль вычислительной среды для решения поставленной задачи. В пакете FlexPDE реализован метод Ньютона-Рафсона [1].

Характеристика интенсивности движения газовых потоков в производственном помещении. Параметром, характеризующим интенсивность движения газового потока (ламинарного или турбулентного), а следовательно, определяющим интенсивность образования вихрей, является коэффициент турбулентного обмена А [2]. В случае ламинарного течения потока и молекулярного процесса переноса коэффициент А соизмерим (одного порядка) с коэффициентом диффузии. При естественной вентиляции участка обкатки, когда не работает общеобменная вентиляция, можно вполне допустить, что движение газовых потоков в помещении будет ламинарным (безвихревым), и тогда потенциал равен нулю (уравнение

При турбулентном течении потока и турбулентном переносе коэффициент А пропорционален диссипируемой энергии и определяющему размеру рассматриваемого источника. Для вентилируемых помещений, зная величину энергии, поступающей в помещение, и определяющий размер источника, можно определить коэффициент турбулентного обмена, м2/ с:

где £ - кинетическая энергия воздушных потоков в помещении; 1п -определяющий размер помещения, м. Для прямоугольных отверстий и сечений неправильной формы l = .

Для местного отсоса

где 1о - определяющий размер местного отсоса, м.

При расчётах по формулам (7) и (8) необходимо дополнительно знать массу воздуха, подаваемого в помещение в единицу времени, кратность вентиляции помещения, коэффициент местного сопротивления на выходе из воздухораспределителей, плотность и скорость втекания воздуха.

(6)).

(7)

(8)

Следует заметить, что при турбулентном течении (при наличии вихрей) уравнение (6) модифицируется, так как условие потенциальности поля скоростей не выполняется.

Таким образом, в зависимости от характера интенсивности движения газовых потоков в помещении и у местных отсосов в математическую модель, описываемую дифференциальными уравнениями (5) и (6), необходимо вносить изменения. Они касаются самого уравнения (6) и коэффициентов турбулентной диффузии ^= (^х, ^у, ^), входящих в уравнение (5). ^= (^х, ^у, ^) напрямую зависят от скорости движения газовых потоков в исследуемом помещении и изменяются в зависимости от расстояния от местного отсоса.

Краткая характеристика источника выделения вредностей. В уравнение (5) входит Qi(t) - интенсивность выброса вредного вещества в помещении. В нашем случае это двигатель комбайна, который работает под нагрузкой. При этом с отработанными газами через неплотности местных отсосов в штатных условиях или при разрыве отсоса в аварийной ситуации в воздух рабочей зоны поступают токсичные компоненты. Как показано в работе [3], основными токсичными компонентами, которые учитываются при расчёте потребных воздухообменов на вентиляцию, являются оксиды азота, углерода и альдегиды. Для определения их массового выброса ранее была разработана эмпирическая модель на основе регрессионных полиномов, описанная в [3].

Функция Qi(t) может быть определена по формуле

а (0 = ^ГсрД (1 -р ОТ ), г / с, (9)

3600

где Сщ - концентрация ВВ в отработанных газах от / -го источника загрязнения, г/м3; О^огсрд - расход отработанных газов двигателя комбайна при средней мощности обкатки, м3/с; <рОТ - эффективность местного отсоса у обкаточного стенда, которая либо рассчитывается, либо принимается равной от 70 до 95 % в зависимости от его конструктивного устройства.

Концентрация ВВ в отработанных газах сд , например, для NOx, СО и альдегидов, может быть найдена по полиномам вида:__________________

ССО = 2.1943 • N2 - 1.8743 • N + 0.7903, г/м3 (R2 = 0,9802) (10)

CNOx = - 7.376 • N3 + 7.294 • N2 + 2.009 • N + 0.509, , г/м3 1) 1 1) =

crxcOH = 0.00787 • N2 - 0.0647 • N + 0.0152, , г/м3 (R2 = 0,997) (12)

Расход отработанного газа на любом режиме обкатки комбайна определяется по формуле

Т Чу 4N

воГ = ^ \h,hjp ог ■ <13>

где j - коэффициент продувки, равный для 2-тактных двигателей 1,4-1,6; для 4-тактных - 1,1-1,25; b - коэффициент молекулярного изменения рабочей смеси, равный 1,02-1,13, определяемый из теплового расчета; Ни - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг; Ne - эффективная мощность двигателя, кВт; Т0 - теоретический расход воздуха на сгорание, кмоль; У - коэффициент избытка воздуха; h ih m - индикаторный и механический КПД двигателя.

Плотность смеси отработанного газа рОГ (кг/м3) вычисляли по про-грамме «ENGINE», разработанной нами, для смеси осредненного состава на режимах прогрева, холостом ходу и при пробеге. Для приближённых оце-ночных расчётов можно воспользоваться данными удельных показателей выбросов ВВ дизельными двигателями при обкатке из литературных источ-ников [4] и [5].

Результаты модельных расчётов. Составим расчётную схему помещения участка обкатки машин. Объектом исследования явился участок обкатки сборочного цеха № 20 ООО «Комбайновый завод «Ростсельмаш». Исходными данными для расчёта явились:

- параметры помещения (длина 132 м, ширина 60 м, высота 14 м);

- количество и геометрические размеры стендового оборудования и обкатываемых сборочных единиц;

- время работы согласно технологическому процессу обкатки;

- виды источников загрязнения (обкатываемых машин);

- степень эффективности местных отсосов;

- интенсивность движения газовоздушных потоков;

- удельные выбросы ВВ от источников в зависимости от режима работы (расчеты произведены для среднего режима обкатки).

На рис.1,2 представлены результаты модельных расчетов в штатном режиме и в аварийной ситуации на срезе помещения на высоте 2 м от уровня пола в условиях естественной вентиляции. Представленные поля концентрации получены по прошествии одного часа работы. Символом «х» на графиках обозначена максимальная концентрация ВВ в данном помещении.

32.0

31.0

30.0

29.0

28.0

27.0

26.0

25.0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

24.0

23.0

22.0 21.0 20.0

19.0

18.0

17.0

16.0

15.0

14.0

13.0

12.0 11.0 10.0

9.00

8.00

7.00

6.00

5.00

4.00

3.00

2.00 1.00

0. 30. 60. 90. 120. 0 00

X

Рис.1. Поля концентраций ЫОх в воздухе рабочей зоны участка обкатки при нормальной работе отсосов и неработающей общеобменной вентиляции (период года теплый); фон от семи источников. Штатный режим

100.

95.0

90.0

85.0

80.0

75.0

70.0

65.0

60.0

55.0

50.0

45.0

40.0

35.0

30.0

25.0

20.0

15.0

10.0 5.00 0.00

■ ■ I ■ 1 I ■ ■ I ■ 1 I

0. 30. 60. 90. 120.

X

Рис 2. Поля концентраций ЫОх в воздухе рабочей зоны участка обкатки при неработающей общеобменной вентиляции (период года теплый). Разрыв одного местного отсоса (крайний левый стенд). Аварийная ситуация (выброс в течение 300 с)

Как видно из рис.1, в штатном режиме работы, несмотря на наличие местных отсосов в системе локальной вентиляции, при неработающей общеобменной вентиляции имеют место повышенные уровни загазованности (по NOx концентрации превышают ПДКрз примерно в 6 раз - 32 мг/м3).

В случае аварийной ситуации (см. рис.2), при разрыве местного отсоса, превышение концентрации NOx над ПДКрз в 20 раз - 100 мг/м3.

При сравнительном анализе рис. 1 и рис. 2 можно сделать вывод, что зона загазованности в штатном режиме значительно больше, чем в аварийном, что обусловлено привязкой к разным временным интервалам: в штатной ситуации к 3600 секундам, что составляет один час работы, а в аварийной к 300 секундам - время ручного отключения стенда с момента аварии.

ШЯТОЕУ

С

тпппг

Рис.3. Изменение концентрации 1\Юх в воздухе рабочей зоны во времени при автоматическом отключении стенда (120 секунд)

НГСТСЖУ

с

Рис.4. Изменение концентрации 1\Юх в воздухе рабочей зоны во времени при ручном отключении стенда (300 секунд)

На рис.3 и 4 показаны процессы изменения концентрации NOx в воздухе рабочей зоны во времени при аварийной ситуации. Рис.3 иллюстрирует процесс автоматического отключения стенда при аварии (время

64

отключения 120 с), рис.4 - процесс ручного отключения стенда (время отключения 300 с). Зависимости построены для разных точек производственного помещения, выбранных по диагонали.

Анализ рисунков показывает, что автоматическое отключение стендов является более эффективным, чем ручное, так как при его применении стенды при аварии отключаются раньше, что позволяет снизить концентрацию ВВ в воздухе рабочей зоны на 25% на момент отключения стенда.

а)

120.00

60.00

40.00 * ~

♦ - - --

1 2 3 4

С 100.00 72.00 51.00 42,00

пдк 20,00 20,00 20,00 20,00

—Уп 0,10 0,20 0,40 0,50

Скорость втекания Уп б)

Рис.5. Зависимость концентрации СО (мг/м3) в рабочей зоне от скорости втекания воздушного потока (м/с): а - при ф„т=90%; б - при фот =70%

Анализ результатов расчетов, представленных на рис. 5 и 6 , показывает, что при допустимых скоростях движения воздуха в помещении обкатки (ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны») имеет место превышение концентрации СО и NOx над ПДКрз даже в штатных ситуациях. Увеличение скорости втекания воздуха в помещение приводит к снижению общей загазованности, но возможно лишь в диапазоне допустимых параметров микроклимата. Снижение эффективности местного отсоса на 20% ведет к увеличению загазованности (вычислена по концентрации ВВ) воздуха рабочей зоны на 30-50%.

90.00 п

-•*

60.00 - ' . .. -

50.00 - 40.00

30,00

0,00

1 2 3 4

С 80.00 57.00 42.00 32.00

пдк 5,00 5,00 5,00 5,00

♦ Уп 0.10 0.20 0.40 0.60

Скорость втекания \/п

б)

Рис.6. Зависимость концентрации 1\Юх (мг/м3) в рабочей зоне от скорости втекания воздушного потока (м/с): а - при фот = 90%; б - при фот = 70%

Таким образом, этот факт подтверждает то положение, что решение проблемы загазованности лежит в плоскости повышения эффективности работы местных отсосов. Например, использование современных систем местной вентиляции позволяет повысить эффективность работы отсосов до 95-99%. Расчеты показали, что при одинаковых условиях работы технологического оборудования, одинаковых параметрах микроклимата и эффективности местных отсосов концентрации Шх выше ПДКрз в 4 раза, СО - в 1,25 раза. Это доказывает, что для системы газового контроля должны быть выбраны датчики загазованности на N02.

Проверка адекватности модели. Экспериментальные исследования. С целью проверки адекватности предлагаемой математической модели нами разработана программа экспериментальных исследований загазованности помещения обкатки комбайнов "ООО "КЗ Ростсельмаш". Она включает в себя проведение замеров массовых концентраций оксида углерода (СО), диоксида азота (N02) и объёмных долей кислорода О2 и углекислого газа СО2 в воздухе помещения обкатки комбайнов. При составлении данной программы контроля загазованности учтены:

- особенности технологического процесса обкатки (непрерывный, периодический), температурный режим, количество выделяющихся вредных веществ и др.;

- физико-химические свойства контролируемых веществ (агрегатное состояние, плотность, давление пара, летучесть и др.) и возможности превращения последних в результате окисления, деструкции, гидролиза и др. процессов;

- класс опасности и особенность действия веществ на организм;

- планировка помещений обкатки (этажность здания, наличие межэтажных проемов, связь со смежными помещениями и др.);

- количество и вид рабочих мест (постоянные, непостоянные, аналогичные);

- фактическое время пребывания работника на рабочем месте в течение смены.

В соответствии с "Общими методическими требованиями к организации и проведению контроля содержания ВВ в воздухе рабочей зоны" нами были определены места отбора проб, учитывающие особенности расположения рабочих мест водителей-испытателей, обслуживающих работников и крановщиц. В качестве измерительной аппаратуры использовали прибор Drager Х-ат 7000 (Германия), внешний вид и краткое описание которого показан на рис.7. Газоанализатор предназначен для одновременного контроля довзрывоопасной концентрации горючих газов (Ех), кислорода (О2), окиси углерода (СО), диоксида серы ^2), диоксида азота ^О2) в различных сочетаниях. Drager Х-ат 7000 используется для одновременного и непрерывного обнаружения до пяти газов (комбинация более чем 25 сенсоров позволяет находить гибкие решения в задачах персонального контро-

Рис.7. Drager Х-ат 7000- индивидуальный переносной многокомпонентный газоанализатор

йгадег Х-ат 7000 оснащен тремя электрохимическими и двумя термокаталитическим, или инфракрасными, сенсорами. Применяется для контроля в рабочей зоне с одновременной цифровой индикацией всех измеряемых компонентов, а также выдачи аварийной (звуковой и световой) сигнализации при превышении концентраций измеряемых компонентов заданных пороговых уровней. Способ забора пробы - диффузионный или принудительный от встроенной микропомпы. Метод измерения - электрохи-

мический (О2, СО, SО2, NО2) и термохимический (Ех), оптико-абсорбционный (СО2, СН4, СзНа).

Прибор переносной 5-компонентный газоанализатор: встроенные датчики для определения: угарный газ (0-50мг/м3), диоксид серы (0-20мг/м3), диоксид азота (0-10мг/м3) и другие вещества, со встроенным побудителем газов. Погрешность не превышает 5%.

Технические характеристики прибора (диапазоны измерений), к сожалению, не позволяют определять концентрации исследуемых ВВ в воздухе рабочей зоны, превышающие ПДКрз более чем в 2-2,5 раза, однако позволяют выявить зоны загазованности в помещении обкатки. Зная физическую картину распределения полей концентраций ВВ в воздухе рабочей зоны, можно уточнять параметры, входящие в математическую модель процесса переноса и ассимиляции.

Для измерения скорости движения воздуха в помещении использовался переносной электронный чашечный анемометр, для измерения температуры - ртутный термометр.

Выводы. 1. Разработана математическая модель процессов переноса и ассимиляции вредных веществ в воздухе рабочей зоны участка обкатки комбайнов в штатных и аварийных ситуациях.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Получены поля концентраций ВВ в воздухе помещения участка обкатки комбайнов, которые позволили определить зоны загазованности, негативно воздействующие на работников в условиях естественной вентиляции.

3. Намечены перспективы дальнейших исследований, а именно:

- учёт турбулентности при расчётах активной вентиляции в загазованных помещениях;

- получение картины распределения концентраций ВВ в воздухе рабочей зоны в объёме помещения с целью выбора мест установки датчиков газового контроля и воздухораспределителей в приточно-вытяжной системе вентиляции.

Библиографический список

1. Сабоннадьер Ж.К. Метод конечных элементов и САПР. / Ж.К. Са-боннадьер, Ж.Я. Кулон. - М.: Мир, 1989. - 190 с.

2. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчет содержания вредных веществ и их распределение в воздухе. Справ. издание. / Н.Ф. Тищенко. - М.: Химия, 1991. - 368 с.

3. АлексеенкоЛ.Н. Прогнозирование качества воздушной среды рабочих зон участков обкатки и ремонта машиностроительных предприятий. Инновационные технологии и экономика в машиностроении: тр. VII Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием/Томск. политехн. ун-т.-Томск,2009.

4. Дополнения к методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для авторемонтных предприятий (расчетным методом). - М.: Машиностроение, 1999.

5. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортных предприятий (расчетным методом). - М.: Машиностроение, 1998.

Материал поступил в редакцию 26.05.09.

L.N. ALEKSEENKO, E.I.MASLOV, B.Ch.MESKHI, Y.I. BULYGIN

MODELING OF TRANSPORT PROCESSES AND ASSIMILATION HARMFUL SUBSTANCES IN GASSY PREMISES PLOT RUNNING

The problem of gas stations running of autotractor engineering. Made a brief overview of the process of assimilation modeling of atmospheric pollutants and industrial premises. A mathematical model describing the processes of transfer and assimilation of harmful substances in indoor sites running. The developed model can predict the air quality in the working area of the premises to determine the concentration field of harmful substances. The results obtained allow to formulate recommendations for the design of gas control.

АЛЕКСЕЕНКО Людмила Николаевна, старший преподаватель кафедры «Безопсность жизнедеятельности и защита окружающей среды» («БЖ и ЗОС») Донского государственного технического университета (ДГТУ). Окончила ДГТУ в 2001 г.

Научные интересы: охрана труда, безопасность жизнедеятельности, транспортная экология.

Имеет 20 публикаций.

МАСЛОВ Евгений Игоревич (р.1985), аспирант кафедры «БЖ и ЗОС» ДГТУ. Окончил Донской государственный технический университет в 2007 г.

Занимается информационными системами и технологиями.

Имеет 19 публикаций.

МЕСХИ Бесарион Чохоевич (р.1959), ректор ДГТУ, заведующий кафедрой «БЖ и ЗОС», профессор (2006), доктор технических наук (2004). Окончил РИСХМ (ДГТУ) в 1985 г.

Научные интересы: безопасность жизнедеятельности, охрана труда.

Имеет 86 публикаций.

БУЛЫГИН Юрий Игоревич (р.1966), доктор технических наук (2007), доцент (2002) кафедры «БЖ и ЗОС» ДГТУ. Окончил Ростовский-на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта (1988).

Научные интересы: транспортная экология, безопасность жизнедеятельности, тепловые двигатели.

Опубликовано 112 работ.

sstu_ecocenter@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.