В данной работе исследовалась совместная работа систем общеобменной и местной вытяжной вентиляции цеха термической резки металла. По итогам моделирования можно наблюдать как распространяются вредные вещества в помещении, насколько эффективно они улавливаются из помещения, поля температур и скорости.
В результате математического моделирования помещения цеха термической резки металла с местным отсосом в виде вытяжного стола получены следующие данные, представленные на рис. 1–8:
1) Температура воздуха в общем объеме помещения составляет 23,5 °С. Приточные струи с температурой 22,5 °С частично распространяются над зоной термической резки и настилаются в рабочую зону с температурой 23,5 °С. Непосредственно у источника тепловыделений – плазменной струи, в диапазоне 10 см, температура выше на 20 °С. Часть теплого воздуха не попадая в местный отсос поднимается вверх, и смешивается в рабочей зоне до температуры 24°С, что входит в диапазон допустимых значений по температуре в теплый период года. На горизонтальной плоскости на уровне 1,5 м от пола можно посмотреть температурные поля в зоне дыхания персонала (рис. 2). На рис. 1–2 показаны данные по температурным полям в плоскостях.
2) Для визуализации скорости движения воздуха и течения приточных струй создан скаляр отображения линий токов (рис. 3). Длина линий тока составляет 25 м. Приточный воздух истекает из решетки со скоростью 1,8 м/с и попадает в рабочую зону. Скорость движения воздуха в рабочей зоне составляет 0,25 м/с, что в свою очередь является оптимальной величиной согласно [1, 2]. Также видно, что локально образуются застойные зоны, где скорость воздуха ниже 0,1 м/с или вообще отсутствует. Отметим, что скорость движения воздуха в вытяжной решетке 1,5 м/с (рис. 4-5).
3) Концентрации вредных веществ: NO2, Mn показаны на рис. 6–8. Важным показателем качества воздуха является концентрация вредных выделений в рабочей зоне помещения. Концентрация таких веществ, как марганец Mn и диоксид азота NO2 практически полностью удаляются местным отсосом в виде вытяжного стола за пределы помещения. Выделения этих веществ в процессе резки достаточно велико, но из- за того, что система вентиляции работает эффективно, концентрация этих веществ в рабочей зоне не превышает ПДК согласно [3]. В общем объеме помещения концентрация диоксида азота составляет 0,15 мг/кг, что в пересчете составляет 0,13 мг/м3. Концентрация марганца в общем объеме помещения составляет 0,0027 мг/кг, что в пересчете составляет 0,0023 мг/м3. На рис. 6–7 показаны скаляры отображения концентрации диоксида азота, а на рис. 8 показана концентрация марганца в зоне резки металла.
Рис. 1. Скаляр отображения температуры воздуха в поперечном сечении
Рис. 2. Скаляр отображения температуры воздуха на расстоянии 1,5 м от пола
Рис. 3. Скаляр отображения линий тока от приточных решеток
Рис. 4. Скаляр отображения скорости воздуха в поперечном сечении
Рис. 5. Скаляр отображения скорости воздуха на расстоянии 1,5 м от пола
Рис. 6. Скаляр отображения концентраций NO2 в зоне резки металла
Рис. 7. Скаляр отображения концентраций NO2 на высоте 1,5 м от пола
Рис. 8. Скаляр отображения концентраций Mn в зоне резки металла
