- •Феоктистов а.Ю. Аэродинамика вентиляции. Механика аэрозолей
- •Содержание
- •Часть 1. Аэродинамика вентиляции
- •Часть 2. Механика аэрозолей
- •1. Теоретические основы аэродинамики
- •1.1. Основные гипотезы механики сплошной среды
- •1.2. Термины механики сплошной среды
- •1.3. Уравнение неразрывности
- •1.4. Безвихревое и вихревое движение
- •1.5. Силы и моменты в механике сплошной среды
- •1.6. Уравнение движения сплошной среды
- •1.7. Виды сплошной среды
- •1.8. Свойства воздушной среды
- •2. Приближенные методы описания движения воздушных потоков
- •2.1. Воздушные потоки вблизи всасывающих отверстий
- •Точечный сток.
- •Линейный сток
- •Сток воздуха к прямоугольным отверстиям
- •2.2. Приточные вентиляционные струи
- •Компактные струи
- •2.3. Тепловые потоки Тепловые струи
- •Конвективные потоки, возникающие над тепловыми источниками компактной формы.
- •Конвективные потоки возле нагретых вертикальных поверхностей.
- •2.4. Воздушные фонтаны
- •Компактные воздушные фонтаны, истекающие под углом к горизонту
- •3. Воздуховоды равномерной раздачи и всасывания
- •3.1. Физические основы равномерной раздачи и всасывания воздуха воздуховодами
- •3.2. Воздухораспределители постоянного сечения с продольной щелью переменной ширины
- •3.3. Воздухораспределители клиновидной формы с продольной щелью переменной ширины
- •3.4. Воздухораспределители постоянного сечения с отверстиями переменной площади
- •3.5. Клиновидные воздухораспределители с отверстиями переменной площади
- •3.6. Вытяжной воздуховод с продольной щелью переменной ширины
- •3.7. Вытяжной воздуховод с отверстиями различной площади
- •Примеры выполнения упражнений
- •Пример 3.
- •Упражнения
- •Вопросы для повторения
- •Часть 2. Механика аэрозолей
- •1. Физико-механические свойства дисперсной фазы аэрозоля
- •1.1. Свойства твердой фазы (частиц) аэрозоля
- •1.2. Закономерности распределения частиц промышленных аэрозолей по размерам
- •1.3. Коагуляция частиц аэрозолей
- •2. Упорядоченное движение частиц грубодисперсных аэрозолей (метод траекторий)
- •3. Балансовый расчет общеобменной вентиляции
- •4. Исследование дисперсной фазы аэрозоля в приближении сплошной среды
- •Примеры выполнения упражнений
- •Упражнения
- •Вопросы для повторения
- •Список литературы
- •Феоктистов а.Ю. Аэродинамика вентиляции. Механика аэрозолей
- •290700 – Теплогазоснабжение и вентиляция
- •308012, Г. Белгород, ул. Костюкова 46.
Вопросы для повторения
Назовите эмпирические гипотезы, лежащие в основе механики сплошной среды.
Запишите уравнение линии тока.
Запишите выражение для потока вектора скорости через поверхность S.
Чему равен поток ротора скорости через замкнутую поверхность?
Запишите уравнение вихревой линии.
Запишите уравнение неразрывности для стационарного движения несжимаемой жидкости.
Приведите примеры безвихревого движения воздуха.
Запишите основные уравнения динамики сплошной среды.
Какой поток воздуха называется полуограниченным линейным стоком?
Как смоделировать взаимодействие линейного стока с непроницаемой поверхностью?
Какой воздушный поток называется приточной вентиляционной струей?
Назовите основные предпосылки лежащие в основе анализа приточных вентиляционных струй.
Что такое кинематическая и тепловая дальнобойность вентиляционной струи?
Какой воздушный поток называется тепловой струей?
Чем отличается расчет неизотермической вентиляционной струи от расчета воздушного фонтана?
Часть 2. Механика аэрозолей
1. Физико-механические свойства дисперсной фазы аэрозоля
Аэрозоли - двухфазные системы, состоящие из твердых или жидких частиц, взвешенных в газе - повсеместно распространены в окружающем нас мире. Так, они используются в качестве рабочей среда или рабочего тела в теплоэнергетике, химической промышленности, при производстве строительных материалов и в других отраслях. Аэрозоли с заданными свойствами широко применяются в быту, медицине, сельском хозяйстве, промышленном производстве и других областях человеческой деятельности.
В то же время многие технологические процессы, работа транспорта, неумелое природопользование сопровождаются образованием и выбросом в воздушную среду огромных объемов запыленных газов. Аэрозольное загрязнение производственной и окружающей среды представляет реальную угрозу здоровью населения и природе, наносит большой экономический ущерб. Для повышения эффективности технологического использования аэрозолей, создания надежных систем обеспыливания производственных помещений и очистки запыленных выбросов необходимо знать механизмы образования и разделения аэрозолей, их физико-механические свойства. Свойства же газодисперсных систем определяются не только свойствами дисперсной фазы (частиц) и несущей газовой среды, но также взаимодействием между ними, которое определяется законами механики аэрозолей. Известны два первичных механизма образования частиц: диспергация – измельчение, истиранив твердых веществ и распыление жидкостей, а также конденсация паров и возгонов. В реальных условиях оба механизма образования частиц могут проявляться в различных формах, а также протекать совместно. Если образование частиц происходит в подвижной газовой среде, то в результате, межфазного взаимодействия образуется газодисперсная система - аэрозоль.
Важную роль в образовании аэрозолей играют также процессы вторичного пыления, в результате которых находящийся на поверхностях мелкодисперсный материал переводится во взвешенное состояние.
Аэрозоли с твердыми частицами, также сами осевшие частицы называют пылями. Области (пространственные или поверхностные), из которых происходит выделение шли, будем называть источниками пылевыделения. Основными причинами выделения пыли и производственных помещениях являются загрязненные газовые потоки, выходящие через технологические проемы и неплотности оборудования также взметывание или сдув пыли, осевшей на поверхностях. Источники, выделения пыли характеризуются определенными размерами, формой, местоположением, а также интенсивностью, численно равной массе пыли, выделяемой источником в единицу времени. При нестационарных режимах пылевыделения величина и является функцией времени. В зависимости от соотношения размера источника выделения пыли и характерного размера помещения различают локализованные и распределенные источники. Если распределение выделения пыли в пространстве, на поверхности или вдоль линии неоднородно, то оно характеризуется плотностью интенсивности пылевыделения, численно равной массе пыли, выделяемой в единице объема, на единице площади поверхности или на единице длины линии в единицу времени.
Физико-механические свойства аэрозоля определяются свойствами твердой фазы, газовой среды и взаимодействием этих фаз.