Струминна техніка в опалювально-вентиляційних системах

Підвищення температури в вентильованому приміщенні сприймається датчиком температури Д і через підсилювач П впливає на витрату повітря в каналі керування вихрового пристрою (рис. 13 а). Потік керування, що взаємодіє з основним потоком, формує вихровий потік у циліндричній камері. Аеродинамічний опір приладу зростає, що, з огляду на характеристику вентилятора, викликає зменшення витрати вентилятора.

Струминний пристрій легко дозволяє реалізувати рециркуляцію в ОВС (рис. 13 б). Тут витрата рециркуляційного повітря управляється датчиком температури через підсилювач і виконавчий механізм. Зниження температури в приміщенні приводить до відхилення потоку, збільшенню витрати рециркуляційного повітря, підвищенню температури основного потоку, й, як наслідок, стабілізації регульованої температури. Для використання енергії повітря, що проходить по каналу рециркуляції використовується ежектор, який встановлюється на вході у вентилятор і дозволяє підвищити ефективність процесу. Активним повітрям є повітря рециркуляції, за рахунок енергії якого підводиться пасивне повітря, таким чином, частково використовуючи його енергію.

Виконано експериментальне дослідження на спеціально спроектованих і виготовлених стендах ефективності різних схем зміни температури повітря і продуктивності вентиляційної установки з вихровими пристроями (рис.13), яке показало, що спосіб зміни продуктивності вентиляційної системи з використанням вихрових елементів більш економічний ніж традиційний дросельний. Відсутність рухливих механічних частин у вихровому приладі забезпечує високу надійність системи в цілому.

У роботі були проведені дослідження, щодо порівняння надійності і ефективності різних способів зміни витрати повітря у вентиляційних системах, таких як: дросельний спосіб, з допомогою зміни частоти обертання вентилятора, із застосуванням вихрових і струминних пристроїв.

Виконані експерименти і розрахунки показали, що для систем вентиляції використання струминних пристроїв зміни витрати повітря дозволить з одного боку підвищити ефективність роботи системи, з другого - ймовірність безвідмовної роботи для всіх систем не менш, ніж на 9 % у порівнянні з нині використовуваними.

Використання тиристорного пристрою в розглянутих схемах (рис. 13) недоцільно, тому що веде до зменшення ймовірності безвідмовної роботи в середньому на 4 %, що веде до скорочення міжремонтного строку і підвищення експлуатаційних затрат.

Для оптимізації техніко-економічних характеристик систем ОВС розроблені технологічні схеми опалювально - вентиляційних установок зі струминними та вихровими пристроями, на які отримані патенти України.

З підвищенням надійності зростають витрати в процесі проектування, виготовлення і відпрацьовування системи вентиляції, з одного боку, і знижуються витрати на експлуатацію внаслідок зменшення числа відмов обладнання. Ці дві протилежні тенденції і створюють передумови для появи экстремума показників економічної ефективності, якому відповідає певне (оптимальне) значення ймовірності безвідмовної роботи.

Таким чином, задача нормування надійності зводиться до дослідження сумарних приведених витрат залежно від імовірності безвідмовної роботи.

Нижче наведені результати розрахунку приведених витрат Е для системи вентиляції енергоблоків з різними способами зміни продуктивності вентиляторів стосовно дросельного і тиристорного способу, які а цей час використовуються

, (22)

де - імовірність безвідмовної роботи.

Таким чином, використання струминних і вихрових пристроїв у ОВС дозволяє підвищити ефективність роботи, надійність і довговічність, знизити експлуатаційні витрати і, таким чином знизити наведені затрати.

Впровадження на промислових і теплозабезпечуючих підприємствах дозволило отримати економічний ефект у розмірі 1,23 млн. грн., що підтверджується відповідними актами впровадження.

ВИСНОВКИ

В дисертаційній роботі вирішена актуальна проблема підвищення ефективності систем вентиляції і повітряного опалення з принципово новим класом струминних і вихрових пристроїв. Використання запропонованих технологічних схем вентиляційних систем дозволяє підвищить їхню економічну ефективність, знизити собівартість, поліпшити умови роботи. Таким чином, створені умови і розроблені шляхи використання нових методів і способів удосконалювання і оптимізації режимів роботи ОВС.

В результаті проведених теоретичних та експериментальних досліджень:

1. Розроблено концепцію і наукові основи використання ОВС з підвищеною ефективністю, яка включає систему розробки методологічних основ математичного моделювання їх характеристик, математичні моделі, принципи побудови і проектування, дослідження впливу закономірностей зміни параметрів повітря на процеси теплообміну і оптимізацію техніко-економічних характеристик. Це дозволило сформулювати програму теоретичних і експериментальних досліджень.

2. Запропоновано узагальнену модель взаємозв'язаних і причинно-обумовлених підсистем. На цій основі запропоновано математичну модель аеродинамічних характеристик ОВС з урахуванням процесів перемішування, обґрунтований метод інтегрування математичної моделі. Виконаний експеримент підтвердив її адекватність. Отримано критерій використання витисняючої вентиляції. Доведено, що витисняюча вентиляція потребує на 7 % енергії менше в порівнянні з традиційною при тому ж повітрообміну.

3. На підставі проведених досліджень розроблено основи аеродинамічного розрахунку ОВС, у яких зміна витрати і температури повітря виконується використанням струминної техніки, досліджено їх характеристики на математичних моделях, а також експериментальним шляхом. Це дозволило зменшити споживання енергії на привід вентилятору в середньому на 8 %.

4. Розроблено принципи розрахунку і проектування ОВС промислових підприємств з використанням струминної техніки. Встановлено закономірності і особливості їх функціонування в системах промислової вентиляції, повітряного опалювання, отримана оцінка ефективності їх роботи. Ці результати покладені в основу створення ряду систем вентиляції промислових підприємств.

5. Розроблено методику проектування й інженерного розрахунку вихрових і струминних пристроїв, визначені області їх раціонального використання для умов експлуатації ОВС. Створено дослідні зразки з поліпшеними аеродинамічними характеристиками, перевірна їх працездатність і ефективність на вентиляційних системах промислових підприємств.

6. Досліджено вплив засобів і методів удосконалювання режимів роботи ОВС на їх економічність, ефективність використання різних типів пристроїв в ОВС, знайдені методи створення оптимальних параметрів робочого середовища і запропонована методика їх визначення для конкретної системи вентиляції. Визначена стійкість роботи вентилятора в ОВС при різних способах зміни його продуктивності. Запропоновано критерій, що визначає умови доцільного використання байпасного способу зміни параметрів робочого середовища вентильованого приміщення, яке дозволяє підвищити економічність та ефективність процесу вентиляції на 10 %.

7. На підставі порівняння параметрів надійності та довговічності ОВС з струминними пристроями із існуючими доведено економічну ефективність використання струминних пристроїв, можливість отримання економічного ефекту за рахунок підвищення їх надійності та довговічності.

8. Створено і впроваджено у виробництво: програми розрахунку характеристик ОВС із застосуванням струминних і вихрових пристроїв на промислових підприємствах, об'єктах комунального господарства, науково-дослідних організаціях, що дозволило отримати економічний ефект за рахунок підвищення ефективності, надійності та довговічності систем, скорочення термінів і витрат на їх реконструкцію і модернізацію; принципові схеми систем установок струминних і вихрових пристроїв вентиляційних систем теплогенеруючих установок; креслення і зразки оригінальних струминних і вихрових пристроїв ОВС промислових будівель. Економічний ефект від впровадження пропозицій на промислових об'єктах і об'єктах житлово-комунального господарства склав 936,25 тис. грн. у цінах 2009 р, очікуваний ефект складає 1,23 млн. грн.

Результати роботи були використані при розробці Державного стандарту України "Опалення, вентиляція, кондиціювання повітря та енергозбереження".

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В ТАКИХ РОБОТАХ

1. Гусенцова Я.А. Вихревые устройства в технике / Я.А. Гусенцова, А.А. Коваленко, Е. А. Иващенко и др. - Луганск.: - Изд-во ВНУ им. В. Даля, 2006. - 135 с. (Розробка методик розрахунку, конструкцій вихрових елементів в різноманітних технічних системах).

2. Гусенцова Я.А. Вихревые устройства в системах вентиляции / Я.А. Гусенцова, А.А. Коваленко, Е. А. Иващенко и др. - Луганск.: - Изд-во ВНУ им. В. Даля, 2006. - 296 с. (Розробка математичної моделі вихрових пристроїв, визначення доцільності їх використання в системах вентиляції).

3. Струйная техника в системах вентиляции / Я. А. Гусенцова, Е.А. Иващенко, А. А. Коваленко, В. И. Соколов, Н. Д. Андрийчук. - Луганск.: Изд. - во ВНУ им. В. Даля - 2007. -292 с. (Концепція використання, математичні моделі, засоби їх інтегрування).

4. Гусенцова Я.А. Системы вентиляции: моделирование, оптимизация / Я.А.Гусенцова, А.А. Коваленко, К. Н. Андрийчук и др. - Луганск.: Изд -во ВНУ им. В. Даля - 2005 - 192 с. (Методика оптимізації вентиляційних систем).

5. Гусецова Я. А. Регуляторы в системах воздушного отопления и вентиляции /Я. А. Гусецова, А. А. Коваленко, Е. А. Иващенко, В. И. Соколов и др. - Луганськ.: Вид - во СНУ ім. В. Даля - 2006 -141 с. (Дослідження різних засобів і методів утворення параметрів систем на їх економічність).

6. Губарь В.Ф. Системы вентиляции с использованием струйных элементов / В.Ф. Губарь, К.Н. Андрийчук, Я.А. Гусенцова. - Луганск.: Изд-во ВНУ им. В Даля, 2006. - 28 с. (Реалізація математичних моделей струминних пристроїв у системах вентиляції).

7. Гусенцова Я. А. Статика и динамика теплообмена в помещении / Я.А. Гусенцова, Е.А. Иващенко, А. А. Коваленко и др.- Луганск.: Изд - во ВНУ им. В. Даля.- 2004 - 64с. (Розробка математичної моделі теплообміну).

8. Гусенцова Я.А. Математическая модель стационарного режима работы сложных приточно-вытяжных вентиляционных систем / Я.А.Гусенцова, К.Н. Андрийчук // Коммунальное хозяйство городов. Серия: Технические науки и архитектура. - К., 2004. - Вып. 60. - С. 191 - 195. (Розробка та апробація математичної моделі для промислових приміщень).

9. Гусенцова Я.А. Системы вентиляции (Технико-экономические характеристики) / Я.А. Гусенцова, К. Н. Андрийчук, М. Е. Шпарбер.- Луганск.: Изд - во ВНУ им. В. Даля, 2005. - 32 с. (Розробка методики розрахунку техніко - економічних характеристик).

10. Гусенцова Я.А. Оценка эффективности байпасного регулирования вентиляционных систем / Я. А. Гусенцова, Е. А. Иващенко, К. Н. Андрийчук // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія "Технічні науки". - Луганськ.: Вид. ЛНАУ Вип. 59(82), 2006 р.- С.106 - 110 . (Проведення експериментальних досліджень, обробка даних. Визначення критерію ефективності застосування).

11. Гусенцова Я.А. Математическая модель системы приточно-вытяжной вентиляции производственных предприятий.- Вісн. Східноукр. нац. ун-ту ім. В. Даля, 2006. - № 10 (104). - С. 75-80.

12. Гусенцова Я.А. Стационарные режимы работы общеобменной вентиляционной системы.- Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія: Технічні науки.- Луганськ.: Вид. ЛНАУ, 2006. - Вип. 72(95).- С.70-74 .

13. Гусенцова Я.А. Численное моделирование процесса перемешивания в несжимаемой жидкости.- Вісн. Східноукр. нац. ун-ту ім. В. Даля, 2007.- №4 (104). - С. 156-160.

14. Гусенцова Я.А. Моделирование процесса перемешивания в вентилируемом помещении.- К.: Вісн. Інж. акад. України, 2007.- Вип. 2. - С. 137-142.

15. Гусенцова Я.А. Математическое моделирование систем вытесняющей вентиляции.- Харків.: Східно-Європейський журнал передових технологій, 2008 - № ј (31).- С. 9-11.

16. Гусенцова Я.А. Типовые математические модели структуры потоков в системах воздушного отопления и вентиляции.- Вісн. Східноукр. нац. ун-ту ім. В. Даля, 2007.- №1 (107). - С. 119-123.

17. Гусенцова Я.А. Эффективность регуляторов в системах воздушного отопления и вентиляции / Я. А. Гусенцова, А. В. Лукьянов // Вісн. Східноукр. нац. ун-ту ім. В. Даля, 2009.-№4 / http://nbuv.gov.ua/e-journals/Vsunud/2009-4E/09gyaoiv.htm. (Аналіз ефективності використання різних типів пристроїв участь у дослідженнях, обробка даних).

18. Гусенцова Я.А. A study of unsteady pressures in a hydraulic transmission line / Я. А. Гусенцова, А.А. Коваленко, Е. А. Иващенко // Вісн. Східноукр. нац. ун-ту ім. В. Даля. - 2006. - №10 (104). - С. 266-271. (Проведення експериментальних досліджень, обробка даних, формулювання наукових висновків).

19. Гусенцова Я. А. Математические модели движения потоков воздуха в системах воздушного отопления и вентиляции / Я. А.Гусенцова//

IV MEZINАRODNI VКDECKO - PRAKTIKA KONFERENCE "PREDNI VКDECKO NOVINKY - 2008" 01-15 zбаi 2008 roku. Praha: Publishing House "Education and Saintist", 2008. - P. 70-74.

20. Гусенцова Я. А. Оптимизация технико - экономических характеристик систем вентиляции и воздушного отопления / Я. А. Гусенцова, И.Д.Пастушкова, Г. Е. Чередниченко // MATERIAЈY V MIКDZYNARODOWEJ NAUKOWI-PRAKTYCZNEJ KONFERENCJI "NAUKOWA MYЊL INFORMACYJENEGO WIEKU- 2009", 07-15 MARCA 2009 ROKU, pp. 58 - 60. (Реалізація математичних моделей, участь у дослідженнях, обговорювання результатів).

21. Андрийчук Н.Д. Повышение энергоэкологической эффективности теплогенерирующих установок для объектов жилищно-коммунального хозяйства / Н. Д. Андрийчук, Я. А. Гусенцова // Актуальні питання реформування житлово-комунального господарства в Україні: тези доп. І міжнар. наук.- практ. конф., 14-16 травня 2008 р., м. Макіївка - Словянськ / ДонНАБА. - Макіївка - Словянськ, 2008. - С. 8-9. (Розробка концепції реформування об'єктів житлово - комунального господарства).

22. Патент України на корисну модель №15180. МПК F24F 7/06. Вентиляційна установка / Я.А. Гусєнцова, Є. А. Іващенко, А.О. Коваленко, В.І. Соколов, О. С. Кібалова, М. М. Затерка, Є.С. Гусєнцова, С.В. Подлєсна ; заявник та володар Східноукр. нац. ун-т ім. В. Даля. - № u200512484; заявл. 23.12.2005; опубл. 15.06.06, Бюл. №6. - 3 с. (Розробка конструкції установки).

23. Патент України на корисну модель №16663. МПК F24F 7/06. Вихровий пристрій / Я.А. Гусєнцова, Є.А. Іващенко, А.О. Коваленко, К.М. Дядичев, О.В.Горб, В.В.Стріх, Є.С. Гусєнцова, С.В. Подлєсна; заявник та володар Східноукр. нац. ун-т ім. В. Даля. - № u200602277; заявл. 02.03.06; опубл. 15.08.06, Бюл. №8. - 3 с. (Розробка конструкції пристрою).

24. Патент України на корисну модель №19627. МПК F24F 7/06. Вентиляційна установка / Я.А. Гусєнцова, В.Ф. Губар, К.М. Андрійчук, Є.А. Іващенко, А.О. Коваленко, В.І. Соколов, О.В. Єпіфанова, В.Г.Васькевич, Є.С. Гусєнцова; заявник та володар Східноукр. нац. ун-т ім. В. Даля. - № u200607895; заявл. 14.07.2006; опубл. 15.12.06, Бюл. №12. - 3 с. (Розробка конструкції

25. Гусенцова Я. А. Математические модели процесса перемешивания в системах воздушного отопления / Я. А. Гусенцова, А. А. Коваленко, Е. А. Иващенко и др. - Луганск.: Изд - во ВНУ им. В. Даля. -2006 - 48 с. (Розробка математичної моделі процесу перемішування у робочому середовищі).

26. Гусенцова Я. А. Математическая модель аеротермодинамических характеристик систем воздушного отопления и вентиляции / Я. А. Гусенцова, А. А. Коваленко, Е. А. Иващенко и др.- Луганск.: Изд - во ВНУ им. В. Даля.- 2006 - 62с.(Розробка узагальненої математичної моделі з урахуванням процесу перемішування, обґрунтування методів її інтегрування).

27. Гусенцова Я. А. Методологические основы математического моделирования систем воздушного отопления и вентиляции / Я. А. Гусенцова, Е. А. Иващенко, Н. Д. Андрийчук и др.- Луганск.: Изд. - во ВНУ им. В. Даля.- 2005 - 36с. (Розробка методологічних основ математичного моделювання).

28. Соколов В.И. Оценка погрешности изменения средней скорости турбулентных потоков при контроле промышленных выбросов / В. И. Соколов, Я.А. Гусенцова, Я. В. Адамчо // Вісті Автомобільно-дорожного ін-ту. - Горлівка, 2006. - Вип.1(2). - С. 85-89. (Розробка методик, проведення експериментальних досліджень).

29. Гусенцова Я. А. Технико - экономические характеристики систем вентиляции / Я. А. Гусенцова, М.Е. Шпарбер, К.Н. Андрийчук и др. // Інженерні системи та техногенна безпека у будівництві. Вісник ДонДАБА. - 2006.- №2 (58). - С. 69-72. (Удосконалювання методик розрахунку).

30. Гусенцова Я. А. Технические средства реализации систем автоматики воздушного отопления и вентиляции / Я. А. Гусенцова, Е. А. Иващенко, А. А. Коваленко, и др.- Луганск.: Изд - во ВНУ им. В. Даля.- 2005 - 54с. (Дослідження пристроїв, визначення критерію ефективності застосування).

31. Гусенцова Я. А. Моделирование аэродинамических характеристик входного патрубка вентилятора / Я. А. Гусенцова, А.А.Коваленко, Е.С. Гусенцова // "ДИНАМИКАТА НА СЪВРЕМЕННАТА НАУКА - 2009", 17-15 юли, (София - 2009), pp. 22 - 26. (Реалізація математичних моделей, участь у дослідженнях, обговорювання результатів).

32. Гусенцова Я.А. Струйные устройства в системах вентиляции и воздушного отопления / Я. А. Гусенцова, А. А. Коваленко, И. Д. Пастушкова// К.: Вісн. Інж. акад. України, 2009.- Вип. 2. - С. 72 - 74. (Реалізація математичних моделей,розробка методик розрахунку).

33. Гусенцова Я. А. Методика расчета аэродинамических характеристик систем вентиляции промышленных предприятий / Я. А. Гусенцова // Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции "Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании - 2009". Том 3. Технические науки - Одесса: Черноморье, 2009. - С. 3-5.

34. Yana А. Gusentsova. The criteria of rational application of overflush ventilation /Yana А. Gusentsova, Elizabeth S. Gusentsova, Alim A. Kovalenko //

"VI MEZINАRODNI VКDECKO - PRAKTIKA KONFERENCE "VКDECKY POKROK NA ROZMEI TISICILETI - 2010" 27.05 - 05.06, 2010 roku. Praha: Publishing House "Education and Saintist", 2010. - P. 34 - 36.

АНОТАЦІЯ

Гусєнцова Яна Алімівна. Струминна техніка в опалювально-вентиляційних системах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.03 - вентиляція, освітлення та теплогазопостачання- Донбаська національна академія будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, Макіївка, 2010.

Дисертаційна робота присвячена рішенню актуальної наукової проблеми - підвищенню економічності, надійності і довговічності опалювально-вентиляційних систем на підставі розробки принципово нового класу пристроїв струминного типу, які не містить рухомих механічних частин, завдяки чому досягається висока надійність і довговічність.

Розроблено основи теорії, розрахунку і проектування опалювально-вентиляційних систем у яких зміна характеристик вентильованого повітря здійснюється за рахунок використання струминних пристроїв. При теоретичних дослідженнях використано основні гідродинамічні підходи на моделях різних рівнів. Отриманий критерій використання витисняючої вентиляції. Виконані експериментальні дослідження підтвердили адекватність математичних моделей.

Запропоновано оригінальні конструкції, які захищені патентами України, як вихрових і струминних пристроїв опалювально-вентиляційних систем, так і технологічних схеми їх використання.

На підставі результатів експериментів із застосуванням методів ортогонального планування отримані моделі апроксимацій, що визначають зв'язок геометричних параметрів струминних і вихрових пристроїв і їх гідравлічних характеристик. Розроблений пакет прикладних програм для інженерних розрахунків.

Виконано аналіз різних способів зміни продуктивності вентилятора в опалювально-вентиляційних системах, теоретично показано і експериментально підтверджено оригінальний байпасний спосіб утворення параметрів робочого середовища в вентильованих приміщеннях з ежектором, встановленим на лінії всмоктування.

Отримана передавальна функція об'єкту дослідження (опалювально-вентиляційної системи) і досліджена ефективність різних законів зміни параметрів робочого середовища - лінійних і нелінійних.

Проведено дослідження, щодо надійності та довговічності струминних пристроїв у порівнянні з дросельним і тиристорним способами.

Доведена економічність використання опалювально - вентиляційних систем із струминними елементами.

Економічний ефект отримано за рахунок підвищення надійності та довговічності розроблених струминних і вихрових пристроїв, систем з їх використанням.

Основні результати знайшли застосування на промислових т теплозабезпечуючих підприємствах України, при розробці проекту Державного стандарту України "Опалення, вентиляція, кондиціювання повітря та енергозбереження" і в учбовому процесі.

Ключові слова: вентиляція, повітряне опалювання, струминні і вихрові пристрої, засоби зміни параметрів робочого середовища, техніко-економічні характеристики, надійність, ефективність.

АННОТАЦИЯ

Гусенцова Яна Алимовна. Струйная техника в отопительно-вентиляционных системах. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.23.03 - ввентиляция, освещение и теплогазоснабжение - Донбасская национальная академия строительства и архитектуры Министерства образования и науки Украины, Макеевка, 2010.

Диссертационная работа посвящена решению актуальной научной проблемы повышения эффективности, надежности и долговечности отопительно-вентиляционных систем на базе разработки принципиально нового класса аппаратуры струйного типа. Устройство не содержит подвижных механических частей, благодаря чему - высокая надежность и долговечность.

Предложена концепция использования струйных и вихревых устройств в отопительно-вентиляционных системах, которая включает в себя разработку методологических основ моделирования их характеристик, математические модели, принципы построения и проектирования, исследование влияния законов изменения параметров рабочей среды в отопительно-вентиляционных системах, процессов тепломассообмена.

Разработаны методологические основы математического моделирования систем вентиляции и воздушного отопления с представлением обобщенной математической модели. На ее основе представлена математическая модель аэродинамических характеристик систем вентиляции и воздушного отопления с учетом процессов перемешивания, обоснован метод ее интегрирования. Выбрана модель турбулентности, определены граничные условия. Получен критерий использования вытесняющей вентиляции.

Выбран метод интегрирования полученной математической модели аэродинамических процессов в отопительно-вентиляционных системах, алгоритмы и программы расчета математических моделей, подтверждена их адекватность. Определена передаточная функция динамики объекта регулирования (вентилируемого помещения), позволившая выбрать оптимальный закон изменения параметров рабочей среды и подобрать устройство, позволяющее изменять параметры рабочей среды.

Разработаны основы теории, расчета и проектирования струйных и вихревых устройств систем вентиляции и воздушного отопления. При теоретических исследованиях использованы основные гидродинамические подходы на моделях различных уровней. Получены математические модели аэродинамических характеристик процессов, протекающих в исследуемых элементах, определены их статические и динамические характеристики. Выбран метод интегрирования, построено программное обеспечение, с помощью его использования были определены основные рабочие характеристики, необходимые для проектирования проточной части вихревых и струйных элементов. Выполненные экспериментальные исследования подтвердили адекватность математических моделей.

Предложены оригинальные конструкции, защищенные патентами Украины, как струйных и вихревых устройств систем вентиляции и воздушного отопления, так и технологических схем их использования.

Проведены динамические испытания вихревого усилителя.

На основе результатов экспериментов с применением методов ортогонального планирования получены аппроксимационные модели, определяющие связь геометрических параметров струйных и вихревых устройств и их гидравлических характеристик. Разработан пакет прикладных программ для инженерных расчетов.

Выполнен анализ различных способов изменения производительности вентилятора систем для вентиляции и воздушного отопления, теоретически показан и экспериментально подтвержден оригинальный байпасный способ изменения производительности вентилятора с эжектором, установленным на линии всасывания.

Получена передаточная функция объекта (системы воздушного отопления) и исследована эффективность различных законов изменения температуры внутреннего воздуха - линейных и нелинейных.

Проведен анализ затрат энергии на поддержание температуры в помещении в зависимости от внешних воздействий различными способами с применением разных устройств, осуществляющих изменение параметров рабочей среды.

Приведена методика оптимизации технико-экономических характеристик систем вентиляции и воздушного отопления, показано использование разработанных технологических схем вентиляционных установок со струйными и вихревыми устройствами, в качестве изменения производительности вентиляционной системы.

Проведены исследования по сравнению показателей надежности различных способов создания параметров микроклимата в вентилируемых помещениях.

Доказана экономическая эффективность использования в отопительно-вентиляционных системах устройств струйной техники.

Основные результаты нашли применение на промышленных предприятиях Украины, и учебном процессе. Материалы диссертации использованы при разработке государственного стандарта Украины "Опалення, вентиляція, кондиціювання повітря та енергозбереження".

Ключевые слова: вентиляция, воздушное отопление, струйные и вихревые элементы, способы изменения параметров рабочей среды, технико-экономические характеристики, надежность, эффективность.

SUMMARY

Yana A. Gusentsova. Fluid Technics in Heat-Ventilating Systems. - Manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of the doctor of engineering science on a specialty 05.23.03 - Ventilating, Lighting and Heat and Gas Supply. - Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture of Ministry of Education and Science of Ukraine, Makeyevka, 2010.

Thesis is devoted to the solution of scientific problem - development and manufacturing application of methods of efficiency increasing of ventilation and air heating systems on the basis of development of a new class fluidic type apparatus. Apparatus does not contain moving mechanical parts; due to what it has high reliability and longevity.

Fundamental principals of calculation and design of fluidic regulative organs for the systems of ventilation and air heating are developed. Basic hydrodynamic approaches are used for development of mathematical models of different levels for theoretical researches. The experimental researches confirmed adequacy of mathematical models.

Original constructions that are offered are protected by patents of Ukraine, both vortex regulative organs of the systems of ventilation and air heating and technological charts of their use.

Approximation models that based on results of experiments with the use of methods of the orthogonal planning are developed. It determines the association of geometrical parameters of fluid and vortex devices and their hydraulic characteristics and application package is developed for engineering use.

The analysis of different ways of productivity ventilator regulation is executed, and it is shown theoretically and experimentally confirmed that the original bypass method productivity of regulation of the with ejector that set on the line of suction has high efficiency.

The transfer function of control object (systems of the air heating) is got and efficiency of different laws of temperature control is probed - linear and nonlinear.

The technique of optimization of technical and economic characteristics of systems ventilation and air heating is presented, advantages of the developed technological circuits for ventilating installations with fluid and vortex devices for changing of ventilating system productivity is shown.

Comparison of reliability parameters of various ways of creation of a microclimate in ventilated premises are carried out. Economic efficiency of using in heat-ventilating systems fluid techniques is proved.

Basic results found application on the industrial enterprises of Ukraine and educational process.

Key words: ventilation, air heating, vortex and fluids elements, technical and economic characteristics, longevity, reliability, efficiency.

Размещено на Allbest.ru