Материалы

Повышение эффективности воздухораспределения закручено-компактными струями в горной шахте с использованием теплоутилизаторов

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

О. Т. Возняк, orcid.org/0000-0002-6431-088X, Национальный университет «Львовская политехника», г. Львов, Украина, e-mail:  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра." target="_blank">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Н. А. Сподинюк, orcid.org/0000-0002-2865-9320, Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ю. С. Юркевич, orcid.org/0000-0002-8869-7759, Национальный университет «Львовская политехника», г. Львов, Украина, e-mail:  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И. Е. Сухолова, orcid.org/0000-0002-3319-2278, Национальный университет «Львовская политехника», г. Львов, Украина, e-mail:  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

О. Н. Довбуш, orcid.org/0000-0003-0272-6764, Национальный университет «Львовская политехника», г. Львов, Украина, e-mail:  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 повний текст / full article



Abstract:

Цель. Повышение эффективности воздухораспределения закручено-компактными струями за счет создания динамического микроклимата в горной шахте при применении приточно-вытяжных рекуператоров с утилизацией теплоты выбросного воздуха. Для достижения цели были поставлены задачи провести натурные экспериментальные исследования приточно-вытяжного рекуператора, который образует закручено-компактные струи и получить расчетные зависимости для теоретического решения воздухораспределения в горной шахте, а также установить взаимосвязь параметров воздушной среды для обеспечения оптимального теплового состояния шахты.

Методика. Для исследования воздухораспределения закручено-компактной струей в стационарном и сменном режиме был избран приточно-вытяжной рекуператор. Выполнено численное моделирование потока воздуха в шахте в стационарном режиме. Моделирование проводилось с помощью k–e модели турбулентности.

Результаты. Получены аналитические графические зависимости для расчета воздухораспределения закручено-компактной струей, которые позволяют определять скорость движения воздуха в стесненных условиях горной шахты в сменном режиме. На основании проведенного численного моделирования и сопоставления известных зависимостей с полученными экспериментально, определен поправочный коэффициент сжатия в зависимости от текущей координаты. Эффект закручивания приводит к изменению направления оси струи и является максимальным в точке A с относительными координатами  и  его максимум находится в области  учитывая наличие пульсаций и неустойчивость режима. Выполнено сравнение теоретически полученных результатов с экспериментальными данными и установлен поправочный коэффициент в зависимости от текущей координаты, максимальное значение которого ktw = 1,78.

Научная новизна. Доказана целесообразность как в аэродинамическом, так и в аспекте энергосбережения, применения закручено-компактных струй, образованных рекуператором, с утилизацией теплоты выбросного воздуха, в переменном режиме. Эти меры позволят обеспечить комфортные условия в горной шахте и достичь энергосбережения.

Практическая значимость. Использование приточно-вытяжных рекуператоров с утилизацией теплоты выбросного воздуха позволит проектировать энергосберегающие схемы воздухораспределения в системе секционной вентиляции для малогабаритных горных шахт с обеспечением нормативных параметров воздуха в сменном режиме.

References.

1. Dovhaliuk, V., & Mileikovskyi, V. (2018). New approach for refined efficiency estimation of air exchange organization. International Journal of Engineering and Technology (UAE ), 7(3.2), 591-596. https://doi.org/10.14419/ijet.v7i3.2.14596.

2. Kapalo, P., Domnita, F., Bacotiu, C., & Podolak, M. (2018). The influence of occupants’ body mass on carbon dioxide mass flow rate inside a university classroom – case study. International Journal of Environmental Health Research, 28(4), 432-447. https://doi.org/10.1080/09603123.2018.1483010.

3. Kapalo, P., Vilceková, S., Domnita, F., Bacotiu, C., & Voz­nyak, O. (2017). Determining the Ventilation Rate inside an Apartment House on the Basis of Measured Carbon Dioxide Concentrations – Case Study. The 10th International Conference on “Environmental Engineering”. Vilnius, Lithuania, Selected Papers, (pp.30-35). https://doi.org/10.3846/enviro.2017.262.

4. Spodyniuk, N., Gulai, B., Zhelykh, V., & Shapoval, S. (2019). Leveling of pressure flow of radial ventilator in mine ventilation system. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (6), 80-86. https://doi.org/10.29202/nvngu/2019-6/12.

5. Aedah, M. J. Mahdi (2018). Energy Audit a step to effective Energy Management. International Journal of Trend in Research and Development5(2), 521-525. ISSN: 2394-9333.

6. Gumen, O., Dovhaliuk, V., & Mileikovskyi, V. (2019). Geometric representation of turbulent macrostructure in 3D jets. ICGG 2018 – Proceedings of the 18 th International Conference on Geometry and Graphics, (pp. 739-745). https://doi.org/10.1007/978-3-319-95588-9_61.

7. Dovhaliuk, V., Gumen, O., Mileikovskyi, V., & Dziubenko, V. (2018). Simplified analysis of turbulence intensity in curvilinear wall jets. FME Transactions46, 177-182. https://doi.org/10.5937/fmet 1802177D.

8. Voznyak, O., Yurkevych, Yu., Dovbush, O., & Serediuk, Ya. (2019).The influence of chairs and passengers on air velocity in bus passenger compartment. Springer, Proceedings of CEE 2019, Advances in Resourse-saving Technologies and Materials in Civil and Environmental Engineering47, 518-525. https://doi.org/10.1007/978-3-030-27011-7_66.

9. Gumen, O., Dovhaliuk, V., Mileikovskyi, V., Lebedieva, O., & Dziubenko, V. (2017). Geometric analysis of turbulent macrostructure in jets laid on flat surfaces for turbulence intensity calculation. FME Transaction45, 236-242. https://doi.org/10.5937/fmet1702236G.

10. Andersson, H., Cehlin, M., & Moshfegh, B. (2018). Experimental and numerical investigations of a new ventilation supply device based on confluent jets. Building and Environment137, 18-33. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.03.038.

11. Voznyak, O., Korbut, V., Davydenko, B., & Sukholova, I. (2019). Air distribution efficiency in a room by a two-flow device. Springer, Proceedings of CEE 2019. Advances in Resourse-saving Technologies and Materials in Civil and Environmental Engineering47, 526-533. https://doi.org/10.1007/978-3-030-27011-7_67.

12. Coleman, G. N., Rumsey, C. L., & Spalart, P. R. (2018). Numerical study of turbulent separation bubbles with varying pressure gradient and Reynolds number. Journal of Fluid Mechanics847, 28-70. https://doi.org/10.1017/jfm.2018.257.

13. Spalart, P. R., Garbaruk, A., & Stabnikov, A. (2018). On the skin friction due to turbulence in ducts of various shapes. Journal of Fluid Mechanics838, 369-378. https://doi.org/10.1017/jfm.2017.911.

14. Rumsey, C. L. (2018). The NASA juncture flow test as a model for effective CFD/experimental collaboration. 2018 Applied Aerodynamics Conference, AIAA-2018-3319. https://doi.org/10.2514/6.2018-3319.

15. Spalart, P. R., & Garbaruk, A. V. (2019). The Predictions of Common Turbulence Models in a Mature Vortex. Flow, Turbulence and Combustion102, 667-677. https://doi.org/10.1007/s10494-018-9983-6.

16. Rumsey, C. L., Carlson, J. R., & Ahmad, N. N. (2019). Fun 3d juncture flow computations compared with experimental data. AIAA Scitech 2019 Forum. https://doi.org/10.2514/6.2019-0079.

17. Coleman, G. N., Rumsey, C. L., & Spalart, P. R. (2019). Numerical study of a turbulent separation bubble with sweep. Journal of Fluid Mechanics, 880, 684-706. https://doi.org/10.1017/jfm.2019.736.

18. Spalart, P. R., Shur, M., Strelets, M., Paschal, K. B., & Wil­kinson, S. P. (2019). Experimental and numerical study of the turbulent boundary layer over shallow dimples. International Journal of Heat and Fluid Flow78. https://doi.org/ 10.1016/j.ijheatfluidflow.2019. 108438.

19. Stefanski, D. L., Glasby, R. S., Erwin, J. T., Allmaras, S. R., Coder, J. G., & Burgessn, N. K. (2018). A modified k-ω turbulence model for finite-element CFD. 2018 Fluid Dynamics Conference. https://doi.org/10.2514/6.2018-4041.

20. Lorin, E. (2019). From structured data to evolution linear partial differential equations. Journal of Computational Physics393, 162-185. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2019.04.049.

 

Следующие статьи из текущего раздела:

Предыдущие статьи из текущего раздела:

Посетители

3279204
Сегодня
За месяц
Всего
277
1456
3279204

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная