Науковий вісник НГУ

Підвищення ефективності повітророзподілу закручено-компактними струменями в гірничій шахті з використанням теплоутилізаторів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №5 2020

Останнє оновлення: 02 листопада 2020

Опубліковано: 31 жовтня 2020

Перегляди: 2546

Authors:

О. Т. Возняк, orcid.org/0000-0002-6431-088X, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її." target="_blank">Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Н. А. Сподинюк, orcid.org/0000-0002-2865-9320, Національний університет біоресурсів і природокористування України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Ю. С. Юркевич, orcid.org/0000-0002-8869-7759, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

І. Є. Сухолова, orcid.org/0000-0002-3319-2278, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

О. М. Довбуш, orcid.org/0000-0003-0272-6764, Національний університет «Львівська політехніка», м. Львів, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Abstract:

Мета. Підвищення ефективності повітророзподілу закручено-компактними струменями за рахунок створення динамічного мікроклімату в гірничій шахті при застосуванні припливно-витяжних рекуператорів з утилізацією теплоти викидного повітря. Для досягнення мети було поставлено завдання провести натурні експериментальні дослідження припливно-витяжного рекуператора, що утворює закручено-компактні струмені та отримати розрахункові залежності для теоретичного вирішення повітророзподілу в гірничій шахті, а також встановити взаємозв‘язок параметрів повітряного середовища для забезпечення оптимального теплового стану шахти.

Методика. Для дослідження повітророзподілу закручено-компактним струменем у стаціонарному та змінному режимі було обрано припливно-витяжний рекуператор. Виконано числове моделювання потоку повітря в шахті у стаціонарному режимі. Моделювання проводилось за допомогою k–e моделі турбулентності.

Результати. Отримані аналітичні графічні залежності для розрахунку повітророзподілу закручено-компактним струменем, що дозволяють визначати швидкість руху повітря у стиснених умовах гірничої шахти у змінному режимі. На підставі проведеного числового моделювання та співставлення відомих залежностей з отриманими експериментально, визначено поправний коефіцієнт стиснення залежно від поточної координати. Ефект закручування призводить до зміни напрямку осі струменя та є максимальним у точці A з відносними координатами та його максимум знаходиться в області ураховуючи наявність пульсацій і нестійкість режиму. Виконане порівняння теоретично отриманих результатів з експериментальними даними та встановлено поправний коефіцієнт у залежності від поточної координати, максимальне значення якого k_tw =1,78.

Наукова новизна. Доведена доцільність як в аеродинамічному, так і в аспекті енергоощадності, застосування закручено-компактних струменів, утворених рекуператором, з утилізацією теплоти викидного повітря, у змінному режимі. Ці заходи дадуть можливість забезпечити комфортні умови в гірничій шахті й досягнути енергоощадності.

Практична значимість. Використання припливно-витяжних рекуператорів з утилізацією теплоти викидного повітря дасть змогу проектувати енергоощадні схеми повітророзподілу в системі секційної вентиляції для малогабаритних гірничих шахт із забезпеченням нормативних параметрів повітря у змінному режимі.

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 10^th 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 Development, 5(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 Transactions, 46, 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 Engineering, 47, 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 Transaction, 45, 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 Environment, 137, 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 Engineering, 47, 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 Mechanics, 847, 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 Mechanics, 838, 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 Combustion, 102, 667-677. https://doi.org/10.1007/s10494-018-9983-6.

16. Rumsey, C. L., Carlson, J. R., & Ahmad, N. N. (2019). Fun 3^d 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 Flow, 78. 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 Physics, 393, 162-185. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2019.04.049.

• < Попередня
• Наступна >