Система очистки и обеззараживания воздуха в кондиционерах Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

стик и охлаждающей способности кислорода [4]. Жидкий кислород обладает хорошей текучестью, не является коррозионноактивным, и поэтому выбор конструкционных материалов не ограничен.

При расчете системы охлаждения камеры с «искусственной шероховатостью» целесообразно использовать методику Л. Ф. Фролова с учетом среднеинте-гральных значений теплофизических свойств охладителя. Особенностью данной методики является применение особого коэффициента интенсификации теплообмена от «искусственной шероховатости» при определении показателя эффективного оребрения охлаждающего тракта и расчете коэффициента теплоотдачи от жидкости к стенке, температуры стенки со стороны жидкости и температуры стенки со стороны газового потока.

Таким образом, практическое применение высокоэффективных способов повышения энергетических показателей позволит значительно улучшить основные параметры камеры, что приведет к росту эффективности всего ракетного двигателя.

Библиографические ссылки

1. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей : учебник для студентов вузов / Г. Г. Гахун, В. И. Баулин, В. А. Володин и др. ; под общ. ред. проф. Г. Г. Гахуна. М. : Машиностроение, 1989. 424 с.

2. Добровольский М. В. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования : учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. / под ред. Д. А. Ягодни-кова. М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. 488 с.

3. Васильев А. П., Кудрявцев В. М., Кузнецов В. А. и др. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей : учеб. пособие для авиационных вузов и факультетов / под общ. ред. В. М. Кудрявцева. М. : Высш. шк., 1967. 676 с.

4. Стриженко П. П. Особенности расчета теплового состояния камеры ЖРД с беззавесным охлаждением жидким кислородом // Вестник Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2009. № 3 (19). Ч. 2.

References

1. Design and designing of liquid rocket engines: the Textbook for students of high schools on a speciality «Aviation engines and power installations» / G. G. Gahun, V. I. Baulin, V. A. Volodin, etc. / under the gen. ed. G. G. Gahuna. Moscow : Mechanical engineering, 1989, 424 p.

2. Dobrovolsky M. V. liquid rocket engines. Bases of designing: the Textbook for high schools. 2 ed. advanced / under the gen. ed. D. A. Jagodnikova. Moscow: MGTU of a name N. E. Bauman, 2005, 488 p.

3. Bas of the theory and calculation of liquid rocket engines: the Manual for aviation high schools and faculties / A. P. Vasilev, V. M. Kudryavtsev, V. A. Kuznetsov etc. : under the gen. ed. V. M. Kudryavtsev. Moscow: the Higher school, 1967, 676 p.

4. Strizhenko P. P. feature of calculation of a thermal condition of chamber LRE with cooling by liquid oxygen // Vestnik Samaras the state space university, 2009, № 3(19), p. 2.

© Укачиков А. И., Назаров В. П., 2014

УДК 621.325

СИСТЕМА ОЧИСТКИ И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОЗДУХА В КОНДИЦИОНЕРАХ

М. К. Череватенко, М. В. Мошенец, Е. В. Черненко

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: jincherry@mail.ru

Рассматриваются фильтры системы вентиляции. Эта тема актуальна, так как фильтры необходимы в быту, общественных местах, на предприятиях. В каждом случае следует устанавливать определенный вид фильтра.

Ключевые слова: система вентиляции, фильтр.

SYSTEM OF AIR CLEANING AND DISINFECTION IN AIR CONDITIONERS M. K. Cherevatenko, M. V. Moshenets, E. V. Chernenko

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: jincherry@mail.ru

The filters of the ventilation system are discussed. This topic is relevant, since the filters are needed at homes, public places and enterprises. In each case it is necessary to establish a certain filter type.

Keywords: ventilation system, filter.

Решетневскуе чтения. 2014

Хорошая вентиляция нужна для поддержания гигиенических и санитарных условий в помещениях различного назначения на требуемом уровне. От качества воздухообмена зависит, насколько комфортно будут себя чувствовать люди в помещении, их самочувствие, работоспособность и т. д. Качественная вентиляция также необходима на некоторых производствах для нормального протекания технологических операций, например, на бумажных или текстильных фабриках, в химических или фармацевтических лабораториях, в электропомещениях.

Под качественной вентиляцией подразумевается рассчитанный с определенной часовой кратностью воздухообмен в помещении. Фильтрация необходима для очистки приточного воздуха от механического мусора, запахов, бактерий и даже вирусов. В зависимости от требований к вентиляционной системе выбираются соответствующие фильтры, которые в большинстве случаев монтируются в воздуховоды системы. Недостаточная фильтрация может не только пагубно сказаться на самочувствии находящихся в помещении людей, но и провоцировать аллергические реакции и профзаболевания. Кроме того, плохие фильтры могут стать причиной выхода из строя каких-либо из элементов вентиляции: засоряются воздуховоды, «обрастают» налетом теплообменники на охладителях и калориферах, снижая эффективность теплоотдачи и пр. На сегодняшний день фильтры по степени очистки воздуха делятся по классам на [1]:

- грубые - улавливают механическую пыль фракцией 0,01 мм и более;

- тонкие - 0,001 мм и более;

- сверхтонкие (специальные) - не пропускают практически ничего.

Грубые механические фильтры. Наиболее простыми, но одновременно и грубыми фильтрами являются механические. Фильтрующий элемент представляет собой обычную мелкую сетку из металла, полимеров или целлюлозы, натянутую на рамку и встроенную в сечение воздуховода вентиляции. Чем меньше ячейка сетки, тем лучше очищается приточный воздух, но растет аэродинамическое сопротивление движимому по воздуховодам вентиляции потоку. Такие фильтры могут быть многоразовыми (нуждаются в периодической чистке водой или сжатым воздухом) или одноразовыми, которые после истечения срока эксплуатации просто выбрасываются, а в воздуховод устанавливается новый фильтр.

Угольные фильтры. В отличие от простых механических фильтров угольные могут очистить воздух от аэрозолей и запахов. Особенно эффективна угольная фильтрация, если в воздухе содержатся органические соединения с большой молекулярной массой. Эффективность фильтрации зависит от площади угольного материала и количества в нем мик-ропор. Угольный фильтр нельзя устанавливать в воздуховоды вентиляции как самостоятельную единицу, а только в паре с механическим фильтром. Основным фильтрующим элементом является активированный уголь, который относится к разряду абсорбентов и, соответственно, имеет повышенную чувствительность к влаге. Если в системе вентиля-

ции установлен угольный фильтр, нужно тщательно следить за его состоянием. Чрезмерно загрязненный фильтр сам может стать причиной залпового выброса пыли в воздуховоды.

Губчатые и масляные фильтры. В качестве фильтрующего материла губчатого фильтра используется пористый пенополиуретан или резина. Чтобы воздух, проходя губку, лучше очищался и для уменьшения аэродинамического сопротивления материал подвергают, так называемому, дополнительному раскрытию пор. Губчатые фильтры являются многоразовыми, их можно промывать водой или продувать сжатым воздухом. Фильтрующим элементом масляного фильтра является непрерывно движущаяся (закольцованная) через ванну с минеральным маслом перфорированная металлическая пластина или сетка. Пыль при прохождении воздуха сквозь сетку или пластину прилипает к масляной пленке на металле, а потом оседает на дно ванны. Существую масляные фильтры и без ванны. В этом случае фильтрующие ячейки просто пропитываются маслом.

НЕРА (High Efficiency Particulate Absorption) -фильтры для тонкой очистки воздуха. Большая часть вентиляционных воздухоочистителей используют фильтры этого класса. НЕРА фильтры обеспечивают высокую степень очистки воздуха при незначительном аэродинамическом сопротивлении его движению в воздуховодах. Фильтрующий элемент - тонкая гофрированная бумага. В ряде случаев бумагу заменяют на синтетические материалы, но эффективность фильтрации в этом случае снижается. Поскольку бумага относится к разряду органики, для ее биологической защиты используют антисептические пропитки, а для механической защиты бумажной гофры ее помещают в кожух. Гофрированная бумага может улавливать 99 % пыли с размерами от 0,3 мкм и выше, в то время как большая часть аллергической пыли, пылевые клещи, пыльца растений, споры грибов и пр. имеют размеры 1 мкм и более. НЕРА фильтры делятся на пять классов в зависимости от степени эффективности. Замена производится раз в 1-3 года.

Электростатические фильтры. Принцип действия электростатического фильтра сводится к следующему. Воздух попадает в первую камеру фильтра, где получает электростатический заряд. При прохождении второй камеры пылинки за счет электрического потенциала притягиваются к одноименно заряженным электродам фильтра. Из второй камеры очищенный воздух поступает далее в воздуховоды или на следующую ступень очистки. Электростатические фильтры имеют невысокую цену, потребляют мало электрической энергии, а электроды второй камеры от накопленной пыли можно очищать самостоятельно.

Фотокаталитические фильтры. Фильтры данного класса применяется для бактерицидной обработки воздуха. Органика, проходя камеру фильтрации, попадает под ультрафиолетовое излучение и разлагается на воду и газ. Фотокаталитические фильтры эффективны для очистки воздуха от токсических соединений, вирусов и бактерий.

Библиографическая ссышка

1. ВентПрофиль - фильтрующие элементы для сетей воздуховодов [Электронный ресурс]. иКЬ: http://www.ventprofil.ru/filtraciya_vozduha_dlya_ventily асп^Ш! (дата обращения: 09.09.2014).

Reference

1. VentProfil' - Fil'truyushchiye elementy dlya setey vozdukhovodov (Filter elements for air ducts). URL: http://www.ventprofil.ru/filtraciya_vozduha_dlya_ventily acii.shtml (date of visit: 09.09.2014).

© Череватенко М. К., Мошенец М. В., Черненко Е. В., 2014

УДК 658.26; 621.165.1

МЕТОДЫ И ЗАДАЧИ РАЗРАБОТКИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Е. В. Черненко, А. А. Ходенков, Э. В. Замятина

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: jincherry@mail.ru

Рассмотрены примеры и приведены принципиальные схемы тепловых технических систем. Представлен подход к математическому моделированию таких систем.

Ключевые слова: паротурбинные установки, математическое моделирование.

METHODS AND OBJECTIVES OF DEVELOPMENT OF MATHEMATICAL MODELS OF THERMAL POWER PLANTS

E. V. Chernenko, A. A. Hodenkov, E. V. Zamyatina

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation. E-mail: jincherry@mail.ru

The examples are presented and the concepts of thermal engineering systems are proposed. An approach to the mathematical modeling of such systems is presented.

Keywords: steam-turbine plants, mathematical modeling.

Современный этап развития техники требует перехода к оптимизации проектируемых тепловых технических систем (ТТС) с целью повышения их эффективности, сокращения энергозатрат и капитальных вложений. Достаточно широко рассмотрены вопросы проектирования и расчётной оптимизации отдельных процессов в машинах и аппаратах, такие как интенсификация теплообмена, повышение эффективности работы компрессоров, насосов и т. д. Но общая задача моделирования теплоэнергетической системы как сложной системы взаимосвязанных элементов, в достаточной степени еще не решена [1].

Между тем, на основе математической модели тепловой технической системы становится возможным решение широкого спектра задач, включая и оптимизацию. В настоящей работе предпринята попытка разработки подхода к моделированию ТТС, работающих по замкнутому контуру.

Под тепловой технической системой в рамках данной работы понимается любая техническая система, основным процессом в которой будет обмен тепловыми потоками и энергией между элементами системы и с окружающей средой. Это широкий класс

систем, включающий в себя холодильные машины, паро- и газотурбинные установки, двигатели внутреннего сгорания и т. д. Ввиду такого разнообразия в рамках данной работы ограничимся рассмотрением систем с замкнутым циклом: рабочее тело циркулирует внутри такой системы без обмена массой с окружающей средой.

Работу такой системы можно изобразить на диаграмме замкнутой линией. Форма цикла зависит от процессов, протекающих в элементах системы, -по этому признаку можно различить цикл Карно, Рен-кина, Калины и т. д. Различают также прямой или обратный циклы.

Наиболее простой и самый распространенный -цикл Карно, прямой и обратный (см. рисунок). Цикл состоит из четырех процессов, с помощью него можно описать значительную часть простых моделей теплоэнергетических систем. Структура цикла обусловливает наличие четырех составных элементов системы:

- два теплообменника (испаритель, конденсатор);

- нагнетатель (насос, компрессор);

- сопротивление (капилляр, турбина).