RU2477185C1 - Method of isolating convective flows and harmful emissions from heat-emitting equipment and vortex-free air distributor - Google Patents
Method of isolating convective flows and harmful emissions from heat-emitting equipment and vortex-free air distributor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2477185C1 RU2477185C1 RU2011139920/05A RU2011139920A RU2477185C1 RU 2477185 C1 RU2477185 C1 RU 2477185C1 RU 2011139920/05 A RU2011139920/05 A RU 2011139920/05A RU 2011139920 A RU2011139920 A RU 2011139920A RU 2477185 C1 RU2477185 C1 RU 2477185C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- equipment
- panel
- flow
- exhaust
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ventilation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вентиляционной технике, а также к производственным помещениям, где требуется локализация конвективных потоков от тепловыделяющего оборудования, и может быть использовано в производствах микроэлектроники, фармацевтике, точной механике и оптике и других отраслях промышленности.The invention relates to ventilation equipment, as well as to production facilities where the localization of convective flows from heat-generating equipment is required, and can be used in the production of microelectronics, pharmaceuticals, precision mechanics and optics, and other industries.
Известен способ локальной вытяжной вентиляции по патенту РФ №2046258, предназначенный для удаления вредных газов и мелкодисперсного аэрозоля, образующихся при сварке, пайке и в гальванопроизводстве. Сущность изобретения: отсасывают из зоны выделения вредностей загрязненный ими воздух. Формируют отсасываемый воздух в центральный всасывающий факел. Подают приточный воздух, формируя его в закрученный периферийный поток, экранирующий центральный факел. Поток формируют в виде разомкнутой радиальной веерной струи. Задают расход отсасываемого воздуха. Расход приточного воздуха определяют из заданного соотношения. Однако за счет турбулентности получаемого потока частицы загрязнений будут отбрасываться в помещение за зону факела.A known method of local exhaust ventilation according to the patent of the Russian Federation No. 2046258, designed to remove harmful gases and fine aerosol generated during welding, soldering and in galvanic production. The essence of the invention: sucked from the zone of the allocation of harmful air polluted by them. Suction air is formed into a central suction torch. Supply air is supplied, forming it into a swirling peripheral flow shielding the central torch. The flow is formed in the form of an open radial fan stream. Set the flow rate of suction air. The supply air flow is determined from a predetermined ratio. However, due to the turbulence of the resulting stream, the particles of pollution will be thrown into the room beyond the zone of the torch.
Известен также способ подачи и отвода ламинарного потока воздуха в чистой комнате, принятый за прототип заявляемого способа и описанный в [Куприянов И.П. Технологический микроклимат.- М.: Сов. радио, 1976, 79]. Согласно этому способу воздух сначала проходит фильтр грубой очистки и промежуточный фильтр, а затем фильтр тонкой очистки. После этого чистый воздух подается в помещение через очень большую поверхность, например через потолок, а удаляется вентилятором через всю поверхность пола. Однако при этом способе невозможно обеспечить необходимую величину скорости приточного воздуха (из-за ограничения ее по санитарно-гигиеническим нормам) для подавления конвективных потоков от нагретых поверхностей тепловыделяющего оборудования, которые турбулизируют воздух в помещении и способствуют созданию неорганизованных течений и хаотическому перемещению аэрозольных частиц.There is also known a method of supplying and discharging laminar air flow in a clean room, adopted as a prototype of the proposed method and described in [Kupriyanov I.P. Technological microclimate.- M.: Sov. Radio, 1976, 79]. According to this method, the air first passes through a coarse filter and an intermediate filter, and then a fine filter. After that, clean air is fed into the room through a very large surface, for example through the ceiling, and is removed by a fan through the entire floor surface. However, with this method it is not possible to provide the necessary value of the supply air speed (due to its restriction on sanitary standards) to suppress convective flows from heated surfaces of the fuel equipment that turbulence the air in the room and contribute to the creation of unorganized flows and the chaotic movement of aerosol particles.
Известна панель воздухораспределительного устройства по а.с. №726452, принятая за прототип безвихревого воздухораспределителя, содержащая сетку и установленную перед ней жесткую спрямляющую решетку, ячейки которой выполнены в виде призм определенных размеров. Однако эта панель без соосно расположенной вытяжной панели не может обеспечить локализацию конвективных потоков и вредных выделений.Known panel of the air distribution device as. No. 726452, adopted as a prototype of a vortex-free air distributor, containing a grid and a rigid straightening grid installed in front of it, the cells of which are made in the form of prisms of certain sizes. However, this panel without a coaxially located exhaust panel cannot provide localization of convective flows and harmful emissions.
Задачей предлагаемого изобретения является создание надежного способа локализации не только конвективных потоков, выделяющихся от тепловыделяющего оборудования, но и сопутствующих тепловыделению потоков вредных выделений (аэрозолей, газа и т.п.), а также техническое решение воздухораспределителя для реализации заявленного способа.The objective of the invention is to provide a reliable method for localizing not only convective flows emitted from heat-generating equipment, but also heat fluxes associated with harmful emissions (aerosols, gas, etc.), as well as a technical solution for the air distribution for implementing the inventive method.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявленным изобретением, за счет которого решается указанная задача, является повышение эффективности удаления конвективных потоков и вредных выделений от технологического тепловыделяющего оборудования.The technical result provided by the claimed invention, due to which this problem is solved, is to increase the efficiency of removing convective streams and harmful emissions from technological heat-generating equipment.
Для решения поставленной задачи предлагается способ локализации конвективных потоков и вредных выделений от тепловыделяющего оборудования, при котором воздух подают сверху ниспадающим потоком на оборудование, установленное на вытяжной панели. При этом воздух подают через панель безвихревого воздухораспределителя малотурбулентным потоком воздуха равномерно по площади панели, скорость набегающего на оборудование потока воздуха определяют из соотношенияTo solve this problem, we propose a method for localizing convective flows and harmful emissions from heat-generating equipment, in which air is supplied from above by a flowing stream to equipment installed on an exhaust panel. In this case, air is supplied through the panel of the vortex-free air distributor with a low-turbulent air flow uniformly over the area of the panel, the speed of the air flow incident on the equipment is determined from the ratio
V≥0,45/√9,8×l×β×Δt м/с, гдеV≥0.45 / √9.8 × l × β × Δt m / s, where
V - скорость набегающего потока, м;V is the speed of the oncoming flow, m;
l - длина обтекания тела (оборудования), м;l is the length of the flow around the body (equipment), m;
β - коэффициент объемного расширения воздуха, 1/°C;β is the coefficient of volume expansion of air, 1 / ° C;
Δt - разность температур поверхности тела и набегающего потока, °C.Δt is the temperature difference between the surface of the body and the incoming flow, ° C.
Удаляют из помещения воздух по периметру тепловыделяющего оборудования через вытяжную панель, причем отношение объема удаляемого воздуха к приточному должно быть в пределах 1,2÷1,4, при этом размеры приточной и вытяжной панели и расстояние между ними определяют из следующих соотношений:The air is removed from the room along the perimeter of the heat-generating equipment through the exhaust panel, and the ratio of the volume of exhaust air to the supply air should be within 1.2 ÷ 1.4, while the dimensions of the supply and exhaust panels and the distance between them are determined from the following ratios:
hT/(bo-bT)≤1; hT/(lo-lT)≤1; h/bo≤2,0, гдеh T / (b o -b T ) ≤1; h T / (l o -l T ) ≤1; h / b o ≤2.0, where
hT, bT, lT - высота, ширина и длина тела (оборудования);h T , b T , l T - height, width and length of the body (equipment);
bo, lo - ширина и длина панелей;b o , l o - the width and length of the panels;
h - расстояние между панелями.h is the distance between the panels.
Данные соотношения получены из графиков полей температуры, рассчитанных с помощью математического моделирования обтекания нагретого тела малотурбулентным потоком для принятых максимального угла расширения теплового следа (см. фиг.1) α=45° (при Re/√Gr=0,45) и длины участка его расширения, составляющего hсл/hT=0,5. При длине теплового ядра малотурбулентного потока, равной (4÷5)bo, следует принимать h/bo≤2,0.These relationships are obtained from graphs of temperature fields calculated using mathematical modeling of a low-turbulent flow around a heated body for the accepted maximum expansion angle of the thermal wake (see Fig. 1) α = 45 ° (at Re / √ Gr = 0.45) and the length of the section its extension constituting slab h / h T = 0,5. If the length of the thermal core of a low-turbulent flow is equal to (4 ÷ 5) b o , then h / b o ≤2.0 should be taken.
Для осуществления заявленного способа предлагается техническое решение безвихревого воздухораспределителя, выполненного в виде панели, содержащего сетку и установленную за ней жесткую спрямляющую ячеистую (сотовую) решетку, примыкающую вплотную к сетке, а ячейки решетки выполнены в виде призм. Сверху над упомянутой сеткой установлены фильтры предварительной и финишной очистки, а между фильтрами - вентилятор со свободным рабочим колесом, оборудованный преобразователем частоты, за счет чего напор от вентилятора обеспечивает заданную скорость малотурбулентного потока воздуха.To implement the claimed method, a technical solution is proposed for a vortex-free air distributor made in the form of a panel containing a grid and a rigid straightening mesh (honeycomb) lattice behind it, adjacent to the grid, and the lattice cells are made in the form of prisms. Pre and final filters are installed on top of the aforementioned mesh, and between the filters there is a fan with a free impeller equipped with a frequency converter, due to which the pressure from the fan provides a given speed of low-turbulent air flow.
Сущность изобретения поясняется на рисунке (фиг.1), на котором изображено тепловыделяющее оборудование 1, установленное соосно вытяжной панели 2, выполненной в виде перфорированной столешницы.The invention is illustrated in the figure (figure 1), which shows the heat-generating equipment 1 mounted coaxially with the exhaust panel 2, made in the form of a perforated tabletop.
Наверху помещения установлена панель безвихревого воздухораспределителя 3, содержащего предварительный 4 и финишный 5 фильтры, между которыми установлен вентилятор 6, снабженный преобразователем частоты (не показан) для регулирования его оборотов. Внизу панели имеется сетка 7, примыкающая к пространственной (сотовой) решетке 8, создающей малотурбулентный поток воздуха. На рисунке также показаны граница 9 теплового ядра начального участка малотурбулентного потока приточного воздуха, область теплового следа 10 и угол расширения теплового следа α=arctg [bсл/Iсл]°.At the top of the room is a panel of a vortex-free air distributor 3, containing preliminary 4 and finish 5 filters, between which a fan 6 is installed, equipped with a frequency converter (not shown) to control its speed. At the bottom of the panel there is a grid 7 adjacent to the spatial (cellular) lattice 8, creating a low-turbulent air flow. The figure also shows the boundary 9 of the thermal core maloturbulentnogo initial portion of the supply air flow, the heat trace region 10 and the angle of expansion of the heat trace α = arctg [b cl / I cl] °.
Способ используют следующим образом. От тепловыделяющего оборудования, установленного, например, в производственном помещении, образуются конвективные потоки, которые турбулизуют воздух в помещении и способствуют созданию неорганизованных течений и хаотическому перемещению аэрозольных частиц в объеме помещения, что приводит к увеличению запыленности и затрудняет поддержание требуемых параметров чистоты и микроклимата. Для удаления конвективных потоков и вредных выделений от технологического тепловыделяющего оборудования 1 над ним устанавливают панель безвихревого воздухораспределителя 3 таким образом, чтобы оборудование находилось в области начального участка в его тепловом ядре, в котором сохраняются начальные тепловлажностные параметры и чистота. Скорость воздушного потока и размеры панели выбираются таким образом, чтобы происходило полное подавление конвективного потока, а область теплового следа 10 находилась в окружении теплового ядра 11 обтекающего потока воздуха. Внизу по периметру тепловыделяющего оборудования имеется вытяжка за счет установки оборудования на вытяжной панели 2. Объем вытяжного воздуха должен обеспечивать локализацию конвективного потока и части (или полностью) ядра потока приточного воздуха.The method is used as follows. Convective flows are generated from heat-generating equipment installed, for example, in the production room, which turbulence the air in the room and contribute to the creation of disorganized flows and the chaotic movement of aerosol particles in the room, which leads to an increase in dust content and makes it difficult to maintain the required cleanliness and microclimate parameters. To remove convective flows and harmful emissions from the technological heat-generating equipment 1, a vortex-free air distributor panel 3 is mounted above it so that the equipment is in the region of the initial section in its heat core, in which the initial heat and humidity parameters and cleanliness are preserved. The air flow rate and panel dimensions are selected so that the convective flow is completely suppressed, and the region of the thermal trace 10 is surrounded by the thermal core 11 of the streamlined air stream. Below the perimeter of the heat-generating equipment there is an exhaust hood due to the installation of the equipment on the exhaust panel 2. The volume of exhaust air should provide localization of the convective flow and part (or completely) of the core of the supply air stream.
Для исследования предлагаемого способа локализации конвективных потоков использовалось математическое моделирование, результаты которого были подтверждены результатами физического эксперимента. По результатам математического моделирования скорость набегающего на оборудование потока воздуха определяли из соотношения величин критериев Рейнольда (Re) и Грасгофа (Gr):To study the proposed method for localizing convective flows, mathematical modeling was used, the results of which were confirmed by the results of a physical experiment. According to the results of mathematical modeling, the speed of the air flow incident on the equipment was determined from the ratio of the values of the Reynold (Re) and Grashof criteria (Gr):
Re/√Gr=V/√9,8×l×β×Δt≥0,45Re / √Gr = V / √9.8 × l × β × Δt≥0.45
V≥0,45/√9,8×l×β×Δt м/с, гдеV≥0.45 / √9.8 × l × β × Δt m / s, where
V - скорость набегающего потока, м;V is the speed of the oncoming flow, m;
l - длина обтекания тела (оборудования), м;l is the length of the flow around the body (equipment), m;
β - коэффициент объемного расширения воздуха, 1/°C;β is the coefficient of volume expansion of air, 1 / ° C;
Δt - разность температур поверхности тела и набегающего потока, °C.Δt is the temperature difference between the surface of the body and the incoming flow, ° C.
В рамках проведенного математического моделирования графики полей температуры и скорости обтекания нагретого тела приведены на фиг.2-5.As part of the mathematical modeling, the graphs of the temperature fields and the velocity of the flow around the heated body are shown in FIGS. 2-5.
Claims (2)
воздух подают через панель безвихревого воздухораспределителя малотурбулентным потоком воздуха равномерно по площади панели, скорость набегающего на оборудование потока воздуха определяют из соотношения
V≥0,45/√9,8·l·β·Δt м/с,
где V - скорость набегающего потока, м;
l - длина обтекания тела (оборудования), м;
β - коэффициент объемного расширения воздуха, 1/°С;
Δt - разность температур поверхности тела и набегающего потока, °С,
а удаляют воздух по периметру тепловыделяющего оборудования через вытяжную панель, причем отношение объема удаляемого воздуха к приточному должно быть в пределах 1,2-1,4, при этом размеры приточной и вытяжной панели и расстояние между ними определяют из следующих соотношений
hТ/(bо-bТ)≤1; hТ/(lо-lТ)≤1; h/bo≤2,0,
где hТ, bТ, lТ - высота, ширина и длина тела (оборудования);
bo, lо - ширина и длина панелей;
h - расстояние между панелями.1. The method of localization of convective flows and harmful emissions from heat-generating equipment, in which air is supplied from above by a falling flow to equipment installed on an exhaust panel, characterized in that
air is supplied through the panel of the vortex-free air distributor with a low-turbulent air flow uniformly over the area of the panel, the speed of the air flow incident on the equipment is determined from the ratio
V≥0.45 / √9.8 · l · β · Δt m / s,
where V is the speed of the oncoming flow, m;
l is the length of the flow around the body (equipment), m;
β is the coefficient of volume expansion of air, 1 / ° С;
Δt is the temperature difference between the surface of the body and the incoming flow, ° C,
and remove air along the perimeter of the fuel equipment through the exhaust panel, and the ratio of the volume of exhaust air to the supply should be in the range of 1.2-1.4, while the dimensions of the supply and exhaust panels and the distance between them are determined from the following ratios
h T / (b about -b T ) ≤1; h T / (l o -l T ) ≤1; h / b o ≤2.0,
where h T , b T , l T - height, width and length of the body (equipment);
b o , l o - the width and length of the panels;
h is the distance between the panels.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011139920/05A RU2477185C1 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Method of isolating convective flows and harmful emissions from heat-emitting equipment and vortex-free air distributor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011139920/05A RU2477185C1 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Method of isolating convective flows and harmful emissions from heat-emitting equipment and vortex-free air distributor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2477185C1 true RU2477185C1 (en) | 2013-03-10 |
Family
ID=49124176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011139920/05A RU2477185C1 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | Method of isolating convective flows and harmful emissions from heat-emitting equipment and vortex-free air distributor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2477185C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU190539A1 (en) * | П. И. Морозов , С. зев | PULL OUT DROBE | ||
| SU726452A1 (en) * | 1977-12-12 | 1980-04-05 | Предприятие П/Я А-1216 | Air-distributing device panel |
| US4411675A (en) * | 1981-08-03 | 1983-10-25 | Castella Pierre De | Apparatus for the purification of gases |
| US5816906A (en) * | 1997-08-01 | 1998-10-06 | Mai; Hoang T. | Vented hood with filter |
| RU2129925C1 (en) * | 1997-04-03 | 1999-05-10 | Научно-производственное предприятие "Экоюрус-Венто" | Dustproof shelter |
| RU2393032C1 (en) * | 2009-03-02 | 2010-06-27 | Закрытое акционерное общество "Асептические Медицинские Системы" | Exhaust hood |
-
2011
- 2011-09-30 RU RU2011139920/05A patent/RU2477185C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU190539A1 (en) * | П. И. Морозов , С. зев | PULL OUT DROBE | ||
| SU726452A1 (en) * | 1977-12-12 | 1980-04-05 | Предприятие П/Я А-1216 | Air-distributing device panel |
| US4411675A (en) * | 1981-08-03 | 1983-10-25 | Castella Pierre De | Apparatus for the purification of gases |
| RU2129925C1 (en) * | 1997-04-03 | 1999-05-10 | Научно-производственное предприятие "Экоюрус-Венто" | Dustproof shelter |
| US5816906A (en) * | 1997-08-01 | 1998-10-06 | Mai; Hoang T. | Vented hood with filter |
| RU2393032C1 (en) * | 2009-03-02 | 2010-06-27 | Закрытое акционерное общество "Асептические Медицинские Системы" | Exhaust hood |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104858095A (en) | Double face side absorption type spray system | |
| US20230098828A1 (en) | Manufacturing device with large-area sinking gas stream | |
| KR20200069216A (en) | Temperature adjustment apparatus for high temperature oven | |
| CN206214976U (en) | A kind of energy-conservation exhaust treatment system of application baking box | |
| Kim et al. | A Study on the Collecting Efficiency of Oil-mist Filter according to the Sub-filter Shape | |
| RU2477185C1 (en) | Method of isolating convective flows and harmful emissions from heat-emitting equipment and vortex-free air distributor | |
| CN104525374B (en) | Vertical current wet electrical dust precipitator carry effect device | |
| CN108786327A (en) | A kind of high temperature fume dust removal device | |
| Liu et al. | Removing painting-generated VOCs in a commercial airplane hangar with multiple portable exhaust hoods | |
| CN204685376U (en) | A kind of double-face side suction dry type paint finishing | |
| Qian et al. | Retracted: Effects of the Operating Conditions and Geometry Parameter on the Filtration Performance of the Fibrous Filter | |
| RU161437U1 (en) | LIQUID SPRAY GRILL | |
| CN111788009B (en) | Thermal spray booth with suction system | |
| KR20190035905A (en) | Burner head for exhaust gas treatment apparatus, method of manufacturing the same, and combustion chamber for exhaust gas treatment apparatus, manufacturing method thereof, and maintenance method | |
| CN208628428U (en) | Powder bed molten metal increasing material manufacturing equipment | |
| CN205619467U (en) | Heterogeneous exchange purification treatment module | |
| CN103822321B (en) | The air-supply cleaning system of bio-safety inspection car | |
| CN205598871U (en) | Fine particles interact's device in promotion coal fired boiler flue gas | |
| KR102053365B1 (en) | White smoke and fine dust eliminating structure | |
| Cao et al. | Local ventilation | |
| Zhou et al. | Performance evaluation of a novel relay parallel push-pull ventilation system for long-distance pollution control | |
| KR102030366B1 (en) | A Filtering Apparatus for an Intake Air of a System of Air Management | |
| CN110454961A (en) | It is a kind of to disappear the uneven annular water conservancy diversion orifice fitting in whirlpool for jet stream restricted clearance | |
| US20160018131A1 (en) | Venturi disk non-exposed flame and electronic controls heater | |
| RU113561U1 (en) | MAGNETIC AIR DISTRIBUTOR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131001 |