Главная » 2014 » Сентябрь » 4 » Скачать Повышение энергоэффективности воздухораспределительных устройств промышленных предприятий. Ометова, Мария Юрьевна бесплатно
1:29 AM
Скачать Повышение энергоэффективности воздухораспределительных устройств промышленных предприятий. Ометова, Мария Юрьевна бесплатно
Повышение энергоэффективности воздухораспределительных устройств промышленных предприятий
Диссертация
Автор: Ометова, Мария Юрьевна
Название: Повышение энергоэффективности воздухораспределительных устройств промышленных предприятий
Справка: Ометова, Мария Юрьевна. Повышение энергоэффективности воздухораспределительных устройств промышленных предприятий : диссертация кандидата технических наук : 05.14.04 Иваново, 2004 171 c. : 61 04-5/2239
Объем: 171 стр.
Информация: Иваново, 2004
Содержание:
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Глава первая АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ СРЕДСТВ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА СИСТЕМ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
11 Обзор основных способов раздачи приточного воздуха
12 Теоретические и экспериментальные исследования процесса 26 взаимодействия встречных струй
13 Методы расчета систем воздухораспределения
14 Выводы
Глава вторая ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПО СХЕМЕ «СНИЗУ - ВВЕРХ»
21 Постановка задачи
22 Прямое численное моделирование турбулентности
221 моделирование турбулентного потока при постоянной 53 вязкости
23 Моделирование турбулентного потока с использованием
К —Б модели
24 Выводы
Глава третья ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВСТРЕЧНО-СООСНЫХ СТРУЙ В ТЕПЛОНАПРЯЖЕННОМ ПОМЕЩЕНИИ НЕБОЛЬШОЙ ВЫСОТЫ
31 Объект исследования
32 Результаты экспериментальных исследований параметров 117 воздушной среды при нижней подаче приточного воздуха через лункообразный воздухораспределитель
33 Аэродинамические характеристики приточного потока
34 Выводы
Глава четвертая ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ЛУНКООБРАЗНОГО ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ
41 Расчет параметров воздушной среды при нижней подаче
1 ' приточного воздуха
42 Частная методика приближенного расчета
43 Выводы
Введение:
Актуальность темы
Низкая конкурентоспособность российской легкой промышленности во ^ многом обусловлена высокой энергоёмкостью производства, причем наибольшая доля потребления тепловой энергии (около 70%) приходится на системы вентиляции, наиболее энергоемкой частью которых являются системы воздухораспределения. Поэтому разработка и внедрение энергосберегающих мероприятий в этих системах позволит повысить эффективность легкой промышленности. Уменьшить энергоемкость систем воздухораспределения при нижней подаче в помещениях небольшой высоты возможно путем интенсивного смешения приточного воздуха с окружающим за счет увеличения пропускной способности приточного устройства и рабочей разности температур на истечении. При этом важно учитывать влияние начальной турбулентности приточных струй на характер движения вентиляционных потоков в помеще-Ь нии. Решение такой задачи требует натурного и численного моделирования вентиляционных течений.
Математическим моделированием воздушных потоков применительно к вентиляционной технике занимались отечественные и зарубежные авторы Нильсен П., Ханель Б., Поз М.Я., Сычев Д.А. и другие. Ими рассматривались в основном двухмерные потоки без учета влияния на характер движения приточной струи в вентилируемом помещении начальной турбулентности потока и особенностей конструкции воздухораспределительного устройства (наличие углов, преград). Это обусловило низкую эффективность использования методик расчета и проектирования систем воздухораспределения вследствие значительных расхождений теоретических результатов с данными эксперимента.
Таким образом, для создания энергоэффективных систем воздухораспределения необходима методика расчета, позволяющая на стадии проектирования учитывать особенности формирования приточного воздуха. В настоящей работе предложена методика расчета процессов тепломассопереноса в воздухораспределительных устройствах сложной конфигурации при нижней подаче приточного воздуха.
Цель работы
Повышение энергоэффективности систем воздухораспределения за счет совершенствования конструкции лункообразного воздухораспределителя на основе исследования процессов аэродинамики и тепломассопереноса в приточной струе и разработка методики их расчета при нижней подаче приточного воздуха.
Основные задачи исследования
Для достижения данной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
1. Оценка энергоэффективности современных систем вентиляции промышленных производств и критический анализ методов расчета процессов тепломассообмена воздушных потоков в них.
2. Оценка энергоэффективности применения лункообразного воздухораспределителя на основе экспериментальных исследований процессов тепломассообмена в приточных струях применительно к теплонапряженным помещениям небольшой высоты.
3. Разработка методики расчета трехмерных полей скорости воздушных потоков при нижней подаче приточного воздуха через лункообразный воздухораспределитель путем прямого моделирования турбулентности на основе решения уравнений Навье — Стокса для нестационарных потоков.
4. Разработка методики расчета процессов тепломассопереноса в лун-кообразном воздухораспределителе при подаче приточного воздуха по схеме «снизу - вверх», основанная на численном интегрировании осредненных уравнений гидроаэродинамики турбулентных струйных течений с использованием в качестве замыкающих соотношений дифференциальных уравнений для расчета турбулентной энергии и скорости её диссипации.
5. Создание инженерной методики расчета лункообразного приточного воздухораспределителя, применяемого в схемах воздухообмена «снизу -вверх».
Научная новизна
1. Разработана технология подачи приточного воздуха, позволяющая повысить энергоэффективность систем воздухораспределения за счет интенсификации процессов тепломассообмена при смешении приточного воздуха с окружающим.
2. Разработана методика расчета полей скорости приточных струй, генерируемых лункообразным воздухораспределителем при нижней подаче приточного воздуха на основе прямого численного моделирования турбулентности струйных течений при решении уравнений Навье - Стокса.
3. Разработана методика расчета процессов тепломассопереноса в лун-кообразном воздухораспределителе для определения параметров приточной струи, генерируемой воздухораспределителем сложной конфигурации при нижней подаче приточного воздуха, основанная на решении уравнений Рей-нольдса, замкнутых «к - 8»- моделью турбулентности.
4. Получены количественные зависимости гидроаэродинамических и тепломассобменных параметров приточных струй от геометрических размеров лункообразного выпуска.
Основные методы научных исследований
При теоретических исследованиях использовались основные положения гидроаэродинамики и тепломассообмена струйных течений и общепринятые методы математического моделирования. Обработка результатов экспериментальных исследований выполнена с использованием методов планирования эксперимента.
Достоверность результатов
Достоверность результатов и выводов работы обосновывается применением стандартных методов экспериментальных исследований, а также применением общепринятых методов численного моделирования процессов аэродинамики и тепломассопереноса. Достоверность результатов подтверждена проверкой адекватности математических моделей, разработанных в диссертации, физическим процессам, протекающих в конкретных воздухораспределительных устройствах.
Практическая ценность работы
1. Разработана технология подачи приточного воздуха в производственные помещения, позволяющая снизить расход энергии на системы вентиляции за счет интенсификации процессов тепломассообмена при смешении приточного воздуха с окружающим.
2. Разработана инженерная методика расчета гидроаэродинамических и тепломассообменных параметров воздушных потоков в системах вентиляции, позволяющая подбирать оптимальные размеры лункообразного воздухораспределителя для обеспечения заданных параметров воздушной среды в т> производственных помещениях.
3. Создан пакет прикладных программ для расчета процессов гидроаэ-родипамики и тепломассобмена в системах вентиляции при различных условиях формирования приточной струи через лункообразный воздухораспределитель при нижней подаче приточного воздуха.
4. Материалы диссертации используются в учебном процессе для выполнения курсовых и дипломных проектов по проектированию и расчету систем вентиляции в Ивановской Государственной архитектурно — строительной академии.
Реализация результатов работы
Инженерная методика расчета лункообразного воздухораспределителя и пакет прикладных про1рамм для расчета гидроаэродинамических и тепломассообменных параметров воздушных потоков, разработанные в диссертации, используются в институте Ивановопромгражданпроект при проектировании новых и модернизации действующих систем вентиляции в производственных помещениях.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Обоснование энергоэффективности разработанной технологии нижней подачи приточного воздуха в технологическую зону через лункообраз-ный воздухораспределитель в теплонапряженные цеха промышленных производств.
2. Методика расчета гидроаэродинамических параметров воздушного потока при нижней подаче приточного воздуха на основе прямого численного моделирования турбулентности струйных течений путем численного решения уравнений Навье - Стокса.
3. Методика расчета процессов тепломассопереноса в приточной струе, генерируемой лункообразным воздухораспределителем на основе решения уравнений Рейнольдса, замкнутых двухпараметрической - моделью турбулентности.
4. Инженерная методика расчета конструктивных размеров лункооб-разного воздухораспределителя при нижней подаче приточного воздуха, обеспечивающих минимальные энергозатраты затраты на системы вентиляции при соблюдении регламентируемых параметров воздушной среды.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на IX и X международной конференции «Информационная среда вуза» (Иваново ИГАСА 2002 г., 2003г.), научных семинарах кафедр ГвиВ и ТГВ ИГА-СА.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 119 наименований и 3 приложений. Основной материал изложен на 164 страницах машинописного текста. Работа содержит 42 иллюстрации, 5 таблиц. Общий объем работы составляет 172 страниц.
