Complex of Numerical Models for Computation of Air Ion Concentration in Premises
eaDNURT - the electronic archive of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Complex of Numerical Models for Computation of Air Ion Concentration in Premises
Комплекс чисельних моделей для розрахунку концентрації аероіонів у приміщеннях Комплекс численных моделей для расчета концентрации аэроионов в помещениях |
|
| Creator |
Biliaiev, Mykola M.
Bielaev, Nikolai N. Biliaev, Nikolai N. Belyaev, Nikolai N. Tsygankova, Svetlana G. Біляєв, Микола Миколайович Циганкова, Світлана Григорівна Беляев, Николай Николаевич Цыганкова, Светлана Григорьевна |
|
| Subject |
air ions regime
concentration field of air ions artificial ionization CFD model balance model аероіонний режим концентраційне поле аероіонів штучна іонізація CFD-модель балансова модель КГВ аэроионный режим концентрационное поле аероионов искусственная ионизация балансовая модель |
|
| Description |
Biliaiev, M. M. Complex of numerical models for computation of air ion concentration in premises / M. M. Biliaiev, S. G. Tsygankova // Наука та прогрес транспорту. — 2016. — № 2 (62). — P. 16—24. — doi: 10.15802/stp2016/67281
EN: Purpose. The article highlights the question about creation the complex numerical models in order to calculate the ions concentration fields in premises of various purpose and in work areas. Developed complex should take into account the main physical factors influencing the formation of the concentration field of ions, that is, aerodynamics of air jets in the room, presence of furniture, equipment, placement of ventilation holes, ventilation mode, location of ionization sources, transfer of ions under the electric field effect, other factors, determining the intensity and shape of the field of concentration of ions. In addition, complex of numerical models has to ensure conducting of the express calculation of the ions concentration in the premises, allowing quick sorting of possible variants and enabling «enlarged» evaluation of air ions concentration in the premises. Methodology. The complex numerical models to calculate air ion regime in the premises is developed. CFD numerical model is based on the use of aerodynamics, electrostatics and mass transfer equations, and takes into account the effect of air flows caused by the ventilation operation, diffusion, electric field effects, as well as the interaction of different polarities ions with each other and with the dust particles. The proposed balance model for computation of air ion regime indoors allows operative calculating the ions concentration field considering pulsed operation of the ionizer. Findings. The calculated data are received, on the basis of which one can estimate the ions concentration anywhere in the premises with artificial air ionization. An example of calculating the negative ions concentration on the basis of the CFD numerical model in the premises with reengineering transformations is given. On the basis of the developed balance model the air ions concentration in the room volume was calculated. Originality. Results of the air ion regime computation in premise, which is based on numerical 2D CFD model and balance model, are presented. Practical value. A numerical CFD model and balance model for the computation of air ion regime allow calculating the ions concentration in the premises in the conditions of artificial air ionization taking into account the main physical factors determining the formation of ions concentration fields. UK: Мета. В статті повинно бути розглянуто створення комплексу чисельних моделей для розрахунку концентраційних полів аероіонів у приміщеннях різного призначення та в робочих зонах. Розроблений комплекс повинен враховувати основні фізичні фактори, що впливають на процес формування концентраційного поля аероіонів. Тобто: аеродинаміку повітряних струменів у приміщенні, наявність меблів, обладнання, розміщення вентиляційних отворів, режиму вентиляції, розташування джерел іонізації, перенесення іонів під дією електричного поля, інші фактори, що визначають інтенсивність та форму концентраційного поля аероіонів. Крім того, комплекс чисельних моделей повинен забезпечити проведення експрес-розрахунку концентрації аероіонів у приміщенні, який дозволяв би швидкий перебір можливих варіантів та можливість «укрупненої» оцінки концентрації аероіонів у приміщенні. Методика. Розроблено комплекс чисельних моделей для розрахунку аероіонного режиму в приміщеннях. Чисельна CFD-модель заснована на застосуванні рівнянь аеродинаміки, електростатики і масопереносу та дозволяє враховувати вплив потоків повітря, викликаних роботою вентиляції, дифузії, вплив електричного поля, а також взаємодію іонів різної полярності один із одним та з частинками пилу. Запропонована балансова модель розрахунку аероіонного режиму в приміщеннях дозволяє оперативно розраховувати концентраційне поле аероіонів із урахуванням імпульсного режиму роботи іонізаторів. Результати. Отримано розрахункові дані, на основі яких можна оцінити концентрацію аероіонів у будь-якому місці приміщення зі штучною іонізацією повітря. Наведено приклад розрахунку концентрації негативних іонів на базі чисельної CFD-моделі в приміщенні з реінжиніринговими перетвореннями. На базі розробленої балансової моделі розрахована концентрація аероіонів в об’ємі приміщення. Наукова новизна. Представлені результати розрахунку аероіонного режиму в приміщенні на базі чисельної 2D CFD-моделі та балансової моделі. Практична значимість. Розроблені балансова та чисельні CFD-моделі для розрахунку аероіонного режиму дозволяють розраховувати концентрацію аероіонів у приміщеннях в умовах штучної іонізації повітря з урахуванням основних фізичних факторів, що визначають формування концентраційних полів аероіонів. RU: Цель. В статье должен быть рассмотрен вопрос создания комплекса численных моделей для расчета концентрационных полей аэроионов в помещениях различного назначения и в рабочих зонах. Разработанный комплекс должен учитывать основные физические факторы, влияющие на процесс формирования концентрационного поля аэроионов. То есть: аэродинамику воздушных струй в помещении, наличие мебели, оборудования, размещения вентиляционных отверстий, режима вентиляции, местоположения источников ионизации, переноса ионов под действием электрического поля, других факторов, определяющих интенсивность и форму концентрационного поля аэроионов. Кроме того, комплекс численных моделей должен обеспечить проведение экспресс-расчета концентрации аэроионов в помещении, позволяющего быстрый перебор возможных вариантов и дающего возможность «укрупненной» оценки концентрации аэроионов в помещении. Методика. Разработан комплекс численных моделей для расчета аэроионного режима в помещениях. Численная CFD-модель основана на применении уравнений аэродинамики, электростатики, массопереноса и позволяет учитывать влияние потоков воздуха, вызванных работой вентиляции, диффузии, воздействия электрического поля, а также взаимодействие ионов различной полярности друг с другом и с частицами пыли. Предложенная балансовая модель расчета аэроионного режима в помещениях позволяет оперативно рассчитывать концентрационное поле аэроионов с учетом импульсного режима работы ионизаторов. Результаты. Получены расчетные данные, на основании которых можно оценить концентрацию аэроионов в любом месте помещения с искусственной ионизацией воздуха. Приведен пример расчета концентрации отрицательных ионов на базе численной CFD-модели в помещении с реинжиниринговыми преобразованиями. На базе разработанной балансовой модели рассчитана концентрация аэроионов в объеме помещения. Научная новизна. Представлены результаты расчета аэроионного режима в помещении на базе численной 2D CFD-модели и балансовой модели. Практическая значимость. Разработанные балан совая и численные CFD-модели для расчета аэроионного режима позволяют рассчитывать концентрацию аэроионов в помещениях в условиях искусственной ионизации воздуха с учетом основных физических факторов, определяющих формирование концентрационных полей аэроионов. Придніпровська державна академія будівництва і архітектури |
|
| Date |
2016-06-24T10:53:42Z
2016-06-24T10:53:42Z 2016 |
|
| Type |
Article
|
|
| Identifier |
doi: 10.15802/stp2016/67281
http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/4779 http://stp.diit.edu.ua/article/view/67281/66653 |
|
| Language |
en
|
|
| Publisher |
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
|
|