Purpose. The scientific work is devoted to the development of a new method for forecasting aeroionic mode in working areas at industrial sites, taking into account ionizing sources and surrounding obstacles. Methodology. To find the concentration of positive aeroions, dust and negative aeroions, we use 3D mass transfer equations that take into account the rate of recombination of ions having different polarity and the rate of recombination of ions with dust particles. The numerical solution is based on the integration of the mass transfer equations using the finite-difference method, which turns out to be stable for any step in time. To determine the components of the air velocity vector, a three-dimensional model of the potential flow is used, where the Laplace equations for the velocity potential are the modeling equations. Findings. The mathematical method of numerical calculation of the concentration of positive, negative aeroions and dust has been developed. A feature of the method is the possibility of predicting the aeroionic mode, taking into account all physical factors that significantly affect the formation of concentration zones of aeroions in working areas at industrial sites. The method is not tied to a particular industrial site, it allows us to estimate the value of the concentration of aeroions both locally and in the entire calculated region. Originality. A method for prediction of aeroionic mode in working areas is developed based on 3D modeling of the propagation of negative, positive aeroions and dust under the influence of wind and diffusion, which allows to obtain results at each point of space or in a specific cross-section. Practical value. The proposed method of forecasting was used to solve the problem of estimating aeroionic mode in industrial zones in the open area of the industrial site of the Dnipro oil extraction plant in the presence of emission sources: positive aeroions during the operation of vehicles and respiration of workers; dust during the movement of workers and vehicles; negative aeroions of the ionizer installed in the working zone. The regularities of changes in the concentration of aeroions of various polarity and dust at a height of 1.7 m are determined, which corresponds to the position of the respiratory organs of workers. Quantitative results are needed in assessing the permissible working conditions in the workplaces of industrial sites of enterprises when creating new jobs and reengineering existing ones.
Цель. Научная работа посвящена разработке нового метода прогноза аэроионного режима в рабочих зонах на промышленных площадках с учетом ионизирующих источников и окружающих препятствий. Методика. Для нахождения концентрации положительных аэроионов, пыли и отрицательных аэроионов использованы 3D-уравнения массопереноса, учитывающие скорость рекомбинации ионов, имеющих разную полярность, и скорость рекомбинации ионов с частицами пыли. Численное решение основывается на интегрировании уравнений массопереноса с помощью конечно-разностного метода, который оказывается устойчивым для любого шага по времени. Для определения компонент вектора скорости воздушного потока использована трехмерная модель потенциального течения, где моделирующим уравнением выступает уравнение Лапласа для потенциала скорости. Результаты. Разработан математический метод численного расчета концентрации положительных, отрицательных аэроионов и пыли. Особенностью метода является возможность прогноза аэроионного режима с учетом практически всех физических факторов, существенно влияющих на формирование концентрационных полей аэроионов в рабочих зонах на промышленных площадках. Метод не привязан к конкретной промышленной площадке, что позволяет оценить значение концентрации аэроионов как локально, так и во всей расчетной области. Научная новизна. Разработан метод прогноза аэроионного режима в рабочих зонах, основанный на трехмерном моделировании распространения отрицательных, положительных аэроионов и пыли под действием ветра и диффузии, что позволяет получать результаты в каждой точке пространства или в конкретном поперечном сечении. Практическая значимость. Предложенный метод прогноза был использован для решения задачи по оценке аэроионного режима в рабочих зонах на открытой местности промышленной площадки Днипровского маслоэкстракционного завода при наличии источников эмиссии: положительных аэроионов во время работы автотранспорта и дыхания работников; пыли во время движения работников и автотранспорта; отрицательных аэроионов ионизатора, установленного в рабочей зоне. Выявлены закономерности изменения концентрации аэроионов различной полярности и пыли на высоте 1,7 м, что соответствует расположению органов дыхания работников. Количественные результаты необходимы при оценке допустимых условий труда на рабочих местах промышленных площадок предприятий и при создании новых рабочих мест и реинжиниринге существующих.
Мета. Наукова робота має на меті розробку нового методу прогнозу аероіонного режиму в робочих зонах на промислових майданчиках із урахуванням іонізувальних джерел і навколишніх перешкод. Методика. Для знаходження концентрації позитивних аероіонів, пилу й негативних аероіонів використано 3D-рівняння масопереносу, що враховує швидкість рекомбінації іонів, які мають різну полярність, і швидкість рекомбінації іонів із частинками пилу. Чисельне розв’язання ґрунтується на інтегруванні рівнянь масопереносу за допомогою кінцево-різницевого методу, що виявляється стійким для будь-якого кроку за часом. Для визначення компонентів вектора швидкості повітряного потоку використано тривимірну модель потенційної течії, де моделювальним рівнянням виступає рівняння Лапласа для потенціалу швидкості. Результати. Розроблено математичний метод чисельного розрахунку концентрації позитивних, негативних аероіонів і пилу. Особливістю методу є можливість прогнозу аероіонного режиму з урахуванням практично всіх фізичних факторів, що суттєво впливають на формування концентраційних полів аероіонів у робочих зонах на промислових майданчиках. Метод не прив’язаний до конкретного промислового майданчика, що дозволяє оцінити значення коцентрації аероіонів як локально, так і в усій розрахунковій зоні. Наукова новизна. Розроблено метод прогнозу аероінного режиму в робочих зонах, який базується на тривимірному моделюванні розповсюдження негативних, позитивних іероіонів і пилу під дією вітру й дифузії, що дозволяє отримувати результати в кожній точці простору або в конкретному поперечному перерізі. Практична значимість. Запропонований метод прогнозу було використано для розв’язання задачі з оцінки аероінного режиму в робочих зонах на відкритій місцевості промислового майданчика Дніпровського олійноекстракційного заводу за наявності джерел емісії: позитивних аероіонів під час роботи автотранспорту й дихання працівників; пилу під час руху працівників та автотранспорту; негативних аероіонів іонізатора, встановленого в робочій зоні. Виявлено закономірності зміни концентрації аероіонів різної полярності й пилу на висоті 1,7 м, що відповідає розташуванню органів дихання працівників. Кількісні результати є необхідними для оцінки допустимих умов праці на робочих місцях промислових майданчиків підприємств і під час створення нових робочих місць і реінжинірингу наявних.
METHOD FOR PREDICTING PARAMETERS OF THE AEROIONIC MODE IN OPEN TERRAIN GROUND AREAS.
МЕТОД ПРОГНОЗА ПАРАМЕТРОВ АЭРОИОННОГО РЕЖИМА В РАБОЧИХ ЗОНАХ НА ОТКРЫТОЙ МЕСТНОСТИ.
МЕТОД ПРОГНОЗУ ПАРАМЕТРІВ АЕРОІОННОГО РЕЖИМУ В РОБОЧИХ ЗОНАХ НА ВІДКРИТІЙ МІСЦЕВОСТІ
13.06.2019
Science and Transport Progress ; No. 3(81) (2019); 16-26
Aufsatz (Zeitschrift)
Elektronische Ressource
Englisch , Ukrainisch
sources of ion emission , numerical method , concentration of aeroions , industrial site , ionization of air промисловий майданчик , джерела емісії іонів , численный метод , источники эмиссии ионов , чисельний метод , концентрация аэроионов , концентрація аероіонів , ионизация воздуха , промышленная площадка , іонізація повітря
Metadata by SPU is licensed under CC BY 3.0
Scientific Periodicals of Ukraine | 2017
|МЕТОД ФОРМУВАННЯ ОПТИМАЛЬНИХ ПРОЕКТНИХ ПАРАМЕТРІВ СКЛАДНИХ ТЕХНІЧНИХ СИСТЕМ
DOAJ | 2005
|Аналіз інтенсивності відбитих від циліндричних поверхонь радіохвиль в аеродромних зонах
DOAJ | 2001
|Scientific Periodicals of Ukraine | 2019
|