Разработка математической модели кинематических параметров потока воздуха внутри фильтрующей коробки респиратора

Рейтинг:   / 1
ПлохоОтлично 

Authors:

Ю. И. Чеберячко, кандидат технических наук, доцент, orcid.org/0000-0001-7307-1553, Национальный технический университет „Днепровская политехника“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И. М. Чеберячко, кандидат технических наук, доцент, orcid.org/0000-0002-6193-5729, Национальный технический университет „Днепровская политехника“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Н. Н. Одновол, orcid.org/0000-0002-2022-7996, Национальный технический университет „Днепровская политехника“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Л. С. Коряшкина, кандидат физико-математических наук, доцент, orcid.org/0000-0001-6423-092X, Национальный технический университет „Днепровская политехника“, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Abstract:

Цель. Исследование на математической модели течения скорости воздуха в фильтрующей коробке респиратора с учетом его влияния на геометрические параметры и защитную эффективность.

Определить влияние геометрических параметров фильрующей коробки респиратора на кинематические характеристики и ее защитную эффективность.

Методика. Для построения математической модели использовался метод анализа и синтеза. При проведении анализа фильтрующая коробка была разбита на несколько зон для оценки процесса движения пылегазовых потоков. Метод синтеза использовался для описания движения двухфазного запыленного потока в цилиндрической системе координат r, z, в Эйлеровых переменных.

Результаты. Оптимизированные геометрические параметры фильтрующей коробки респиратора: диаметр выходного отверстия; высота конфузора; смещение выходного отверстиям от ее центра.

Научная новизна. Представлена новая методика оптимизации геометрических параметров фильтрующей коробки респиратора на математической модели. Получены зависимости распределения скоростей воздушного потока для фильтрующей коробки с разной геометрией, а также установлены зависимости между аеродинамическими и геометрическими ее параметрами.

Практическая значимость. Результаты позволяют определить параметры фильтрующей коробки с минимальным сопротивлением воздушному потоку и улучшить защитную эффективность респиратора.

References.

1. Andrusyak, Z. V., Bolibrukh, B. V., Loik, V. B., & Krasutskaya, I. M. (2015). The problem of creating an effective individual protection of rescuers in case of accidents at hazardous chemical facilities. Zeszyty Naukowe SGSP, 56(4), 111-134.

2. Zaripov, S. K. (2015). Numerical study of the efficiency of a facepiece filtering respirator using a model of an idealized spherical sampler with porous layer. In: European Aerosol Conference. Milan: Digital Handbook. – 50ANT_O008, 2015. Retrieved from https://kpfu.ru//staff_files/F727951931/50ANT_O008.pdf.

3. Holinko, V. I., Cheberiachko, S. I., Radchuk, D. I., & Cheberiachko, Y. I. (2014). Research on breathing resistance of a dust mask. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 6(144), 131-136.

4. Srilec, V. M., & Vasiliev, M. V. (2010). Analysis of protective properties of personal protective equipment, which are intended for work in conditions of release of hazardous chemicals. Collection of scientific works of Kharkiv University of Air Forces, 1(23), 197-200.

5. Zatonsky, A. P., Yasakov, A. I., & Sukhinin, V. E. (2013). Distribution of the velocities of the motion of the dusty air in the internal-combustion enginefilter with nonlinear resistance. Bulletin of the Voronezh State Agrarian University, 4(39), 108-111.

6. Ostapenko, N. V., Lutsker, T. V., Rubanka, A. I., & Kolisnichenko, O. V. (2016). Generalized systematization of devices of special purpose. Theory and practice of design, 10, 122-143.

7. Vinogradov, V. V., Zykova, Yu. A., & Samokhvalov, N. M. (2015). Method for calculating the slot filter. Bulletin of Tomsk Polytechnic University. Engineering of georesources, 326(11), 67-74.

8. Michielsen, N., Lelandais, T., Brochot, C., & Bon­di­guel, S. (2011). Filtration of Nanoparticles: presentation of FANA Test Bench. Filtration, 11, 114-117.

9. Newnum, J. D. (2010). The effect sofrelative humidity on respirator performance. (Master’s thesis, University of Iowa, the USA). Retrieved from http://ir.uiowa.edu/etd/861.

10. Cheberyachko, S., Frundin, V., Cheberyachko, Y., & Stolbchenko, O. (2017). Studying the Influence of a Filter Box Design on Respirator Resistance to Breathing. Journal of the International Society for Respiratory Protection, 34(1), Retrieved from https://www.isrp.com/the-isrp-journal/journal-public-abstracts/783-vol-34-no-1-2017.

11. Fabbro, L. D., Brun, PLaborde, J. C., Lacan, J., Renoux, A., & Ricciardi, L. (2012). Сontribution to the modelling of industrial pleated filters by solid particles. American Journal of Environmental Science, 8(4), 385-395.

12. Cheberiachko, Yu. I. (2017). Mathematical model of dust-laden flow motion in the filter of a respirator, NTU KhPIBulletin, series: “New solutions in modern technologies”, 23(1245), 194-199. DOI:10.20998/2413-4295.2017.23.31.

13. Taran, I. A., & Klymenko, I. Y. (2014). Innovative mathematical tools for benchmarking transmissions of transport vehicles. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 3(141), 76-81.

14. Podgorny, S. A., Meretukov, Z. A., Koshevoi, E. P., & Kosachev, V. S. (2013). Finite Element Method for Solving Thermal Conductivity Problems. Vestnik VGUIT, 2, 10-15.

15. Pivnyak, G., Samusia, V., Oksen, Y., & Radiuk, M. 2014. Parameters optimization of heat pump units in mining enterprises. Progressive Technologies of Coal, Coalbed Methane, and Ores Mining, 19-24.

16. Ilin, S. R., Samusya, V. I., Kolosov, D. L., Ilina, I. S., & Ilina, S. S. (2018). Risk-forming dynamic processes in units of mine hoists of vertical shafts. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5(167), 64-71. DOI: 10.29202/nvngu/2018-5/10.

17. Pivnyak, G., Dychkovskyi, R., Bobyliov, O., Cabana, C. E., & Smoliński, A. (2018). Mathematical and Geomechanical Model in Physical and Chemical Processes of Underground Coal Gasification. Solid State Phenomena, 277, 1-16. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.277.1.

18. Silaev, D. A. (2013). Cubature and quadrature formulas of high order. Fundamental and Applied Mathematics, 18(5), 187-207.

19. Caceres, E., & Alca, J. J. (2016). Potential For Energy Recovery From A Wastewater Treatment Plant. IEEE Latin America Transactions, 14(7), 3316-3321. DOI:10.1109/tla.2016.7587636.

20. Kirsch, V. A., & Stechkina, I. B. (2010). Kinetics of clogging and optimization of prefilters in a two-stage air purification system. Theoretical Foundations of Chemical Technology, 44(1), 78-87.

 повний текст / full article



Посетители

2964917
Сегодня
За месяц
Всего
20
5303
2964917

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 Индексация журнала RusCat Архив журнала 2019 Содержание №3 2019 Экологическая безопасность, охрана труда Разработка математической модели кинематических параметров потока воздуха внутри фильтрующей коробки респиратора