Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0216U000426, 0113U001083 , Науково-дослідна робота Назва роботи Розробка теоретичних основ і апаратурного оформлення процесу фракційного електромеханічного уловлювання твердої складової зварювального аерозолю Назва етапу роботи Керівник роботи Вишняков В.І., Дата реєстрації 04-02-2016 Організація виконавець Фізико-хімічний інститут захисту навколишнього середовища та людини Опис етапу Об'єкт дослідження - тверда складова зварювального аерозолю (ТСЗА), багатоступеневий електромеханічний фільтр (ЕМФ) та дослідний зразок малогабаритної фільтровентиляційної установки нового покоління з трьохступеневим ЕМФ (далі ФВУ-ЕМФ-3). Метою дослідження є розробка фізико-математичної моделі утворення ТСЗА та наукове обґрунтування процесу фракційного електромеханічного уловлення ТСЗА, створення на цій основі нового покоління малогабаритних ФВУ, що забезпечують нормовані умови праці зварювальників і робітників суміжних професій, а також утилізацію ТСЗА в якості сировини для одержання продукції промислового та побутового призначення. За результатами досліджень фізико-хімічних властивостей ТСЗА, що утворюється при зварюванні металів штучними електродами різного компонентного складу, встановлено чинники які впливають на дисперсний склад первинних частинок, фазовий склад та питому поверхню ТСЗА. Уперше розроблено фізико-математичну модель утворення ТСЗА у іонізованому багатокомпонентному парогазовому середовищі з урахуванням зон термо- і фотоіонізації пари, утворення, зарядки, конденсаційного і коалесцентного зростання зародків, а також коагуляції первинних частинок, за допомогою якої можливо визначити елементний і дисперсний склад первинних та інгаляційних частинок ТСЗА. Визначено заряди частинок ТСЗА в зоні дихання зварювальника та розроблено фізико-математичну модель дії ультрафіолетового випромінювання зварювальної дуги на частинки ТСЗА. Встановлено закономірності процесу уніполярної зарядки частинок ТСЗА та розроблено фізико-математичну модель зарядки частинок ТСЗА у електричному полі коронного розряду. Обґрунтовано вимоги щодо режиму роботи іонізатору ФВУ, при котрому забезпечується пофракційне уловлення ТСЗА в ЕМФ. Уперше обґрунтовано можливість поєднання процесів уловлювання та фракціонування ТСЗА. Встановлено закономірності процесів пофракційного електромеханічного уловлювання заряджених частинок ТСЗА проточними перфорованими електродами та формування автофільтруючого шару ТСЗА на поверхні проточного сітчастого електроду у наведеному електричному полі. Показано можливість керування процесом формування автофільтруючого шару ТСЗА (його аеродинамічним опором) шляхом регулювання напруженості і полярності наведеного електричного поля. Розроблено фізико-математичну модель визначення пофракційної ефективності уловлення ТСЗА та макет трьохступеневого ЕМФ. Розроблено конструкторську документацію на виготовлення дослідного зразка ФВУ-ЕМФ-3. Виготовлено та досліджено зразок ФВУ-ЕМФ-3. Уперше визначено хемосорбційну спроможність (на прикладі SO2) та каталітичну активність (на прикладі реакції низькотемпературного розкладу озону) ТСЗА, що утворюється при зварюванні металів штучними електродами різного компонентного складу. Обґрунтовано доцільність утилізації ТСЗА, що утворюється при використанні електродів з основним типом покриттям, в якості хемосорбента кислих газів, а з рутиловим, ільменитовим та рутил-целюлозним типом покриття - каталізатора реакції низькотемпературного розкладу озону. Виготовлено дослідний зразок сорбційно-фільтруючого волокнистого матеріалу з нанесеною фракцією (0-1мкм) ТСЗА - хемосорбента оксиду сірки (IV). Результати дослідження можуть бути використані: при моделюванні та складані прогнозу біологічної активності частинок ТСЗА; нормуванні ГДК ТСЗА; санітарно - гігієнічному оцінюванні способів і режимів зварювання, розробці нових зварювальних матеріалів. Впровадження одержаних результатів дозволить одночасно вирішити декілька задач: покращити санітарно-гігієнічний стан у робочих зонах зварювальників та екологію на прилеглих до зварювального виробництва територіях; зменшити витрати на підтримку нормованих умов праці у виробничих цехах; одержати суттєвий економічний і соціальний ефект за рахунок залучення в господарський обіг цільових фракцій ТСЗА в якості сировини для виготовлення продукції промислового і побутового призначення (каталізатори реакції розкладу озону, хемосорбенти кислих газів, сорбційно-фільтруючі матеріали, наповнювачі композиційних матеріалів, фарб та ін.). Опис продукції Розроблено конструкторську документацію, виготовлено і досліджено зразок ФВУ-ЕМФ-3, принцип дії якої базується на послідовному (фракційному) електроосаджуванні на двох проточних перфорованих електродах різних за розміром (фізико-хімічним властивостям) аеродисперсних ча-стинок та фінішній автофільтрації частинок у проточному сітчастому електроді IІI ступені газо-очищення. Керування процесом фракційного уловлення I і IІ та аеродинамічним опором шару ТСЗА IІI здійснюється шляхом регулювання напруженості і полярності наведеного електричного поля. Автори роботи Вишняков В.І. Еннан А.А. Кіро С.А. Калугін В.В. Опря М.В. Ракитська Т.Л. Семенов К.І. Тімкова К.В. Труба А.С. Фірсов А.Г. Фролов С.В. Шугарова В.В. Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити