全站搜索
电算求解密闭舱室空气净化方程
作者:管理员    发布于:2016-11-05 08:39:43    文字:【】【】【

  密闭舱室内空气的质量极为重要,因为这涉及到舱室内人员的健康,甚至生命安全。一般情况下,由于人体新陈代谢作用,吸入空气中的2呼出的C2,长期作用将会造成舱室内供氧不足,C2浓度升高也会带来一系列的不良反应。另外,室内设备、装饰材料可能散发出的有机化合物,也对人体的呼吸系统、心血管系统及神经系统带来较大影响,甚至有些还会致癌。因此舱室内空气的净化尤为重要。

  空气净化的目标是将污染物控制在规定的浓度范围内,在该范围内,污染物对人体无害,或对工艺流程无影响。由于污染物的种类繁多,对其控制的要求及措施不可能相同,因此,空气净化只能根据控制对象的不同要求,各取所需。例如:在食品生产、制药、医学卫生等领域以细菌、微生物作为主要受控对象;在航空、导弹、电子产品及光学仪器等领域,则以尘埃粒子作为受控对象;而在宇航、潜艇等领域,为保障人员的生理需求,其舱内的大气可居性作为重要指标,其控制的主要对象是气体污染物,如C2,CO,有机化合物等。九江:707所分部,1991 2卡雷。M.赫格斯塔德。为什么潜艇要用X形舵丨。潜艇,1985(3王京齐,差动式十字舵的操纵特性武汉造船,1999态下,各室的被控组份并不完全一致。因此,这就要求计算中使用多室系统的分析方法,才能更符合实际情况。

  方程的建立bookmark3则当n= 1,2,3,由及式(6)组成一常系数非齐次线性方程组:十十Zn该方程组不失一般性,不同设置方式的净化系统都能导出类似的方程组。方程组可能是线性的,也可能是非线性的,其系数可以是时变的,也可以是常数的,这要根据工程的实际情况而定。

  要求解出上述方程组,可用解析法或数值法。下面从工程实际应用的角度,用数值法并利用fortran语言进行编程,求解上述方程组。

  其中:Q=01十首先,我们假设在每个密闭空间内部搅动充分,即室内某被控组份的浓度可以近似地认为是均匀分布的。那么,对于任一密闭空间,进入的被控组份量为根据质平衡的原理,在dt这段时间内,密闭室内被控组份浓度的变化应等于进入和排出该组份的差值与密闭室容积的比值,即,将式(2)中i代入式(3),得,则式(4)可简化为:根据质平衡原理,建立下列方程组:在t=0时,设异丁腈等有机物的浓度达到将上述的已知数据代入方程组(8),经过整理,方程组(8)可表示成方程组(7)的形式。di1该方程组的求解可采用FORTRAN语言进行变成,用四阶龙格一库塔法在微机上实现21.其运算过程简述如所示。

  计算机运算流程通过计算,可以求出不同时刻各舱室内异丁腈等物的浓度,由此绘出异丁腈等物随时间变化的浓度曲线,见中的下面3条曲线。另外,可求出稳态下各舱室内异丁腈等物的浓度如下。

  当净化风机改用风量为1⑴m3/h的风机时,其它设备及舱室内参数不变,仍采用上面的计算方法,可以得到该系统下,舱室异丁腈等物的浓度变化曲线,为便于比较,也绘制在中,见中的上面3条曲线。

  舱室异丁睛等物的浓度变化曲线从上述的计算结果及浓度变化曲线,可得出以下结论。

  采用净化过滤装置,可以有效地控制受控组份的浓度;当选用较大风量的净化风机时,净化效果明显。稳态时,受控组份的浓度明显降低,有利于人员的健康。

  在舱室异丁腈等物的浓度达到上限值时,净化系统开始工作,采用400m3/h净化风机的系统在大约3h后,舱室异丁腈等物的浓度渐趋稳定;而采用100m3/h净化风机的系统则要超过6h,时间明显延长。

  4结论本文从质平衡原理出发,建立多室密闭空间的被控组份动态方程组,该方程组既适用于气态污染的控制,也可适用于尘埃粒子污染的控制,以此为基础,编制出通用性程序(FORTRAN)。

  一般情况下,如果系统发生变动,只要更改程序中的部分参数,就可计算出各密闭空间被控组份浓度的变化情况,以此实现对密闭空间污染物的监控。

访问统计
51客服