Совершенствование методов очистки вытяжного воздуха местных отсосов горячих цехов предприятий общественного питания | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 21 декабря, печатный экземпляр отправим 25 декабря.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №13 (408) апрель 2022 г.

Дата публикации: 04.04.2022

Статья просмотрена: 129 раз

Библиографическое описание:

Морозов, А. Ю. Совершенствование методов очистки вытяжного воздуха местных отсосов горячих цехов предприятий общественного питания / А. Ю. Морозов, А. Л. Носкова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 13 (408). — С. 14-17. — URL: https://moluch.ru/archive/408/90009/ (дата обращения: 13.12.2024).



Статья посвящена результатам исследований по совершенствованию методов очистки вытяжного воздуха местных отсосов горячих цехов предприятий общественного питания. Отражены принятые технические решения, способствующие увеличению эффективности работы систем фильтрации. На основе программного комплекса ANSYS Fluent смоделированы течения воздушного потока, содержащего взвешенные частицы. Определена эффективность фильтра, встроенного в приточно-вытяжной зонт.

Ключевые слова: ANSYS Fluent, математическое моделирование, CFD-метод гидрогазодинамики, метод конечных элементов, фильтрация, пористая текстура, эффективность фильтра, функция пользователя.

Параметры воздушной среды в горячих цехах предприятий общественного питания чаще всего не соответствуют требуемым. Цеха оснащены технологическим оборудованием, способным в процессе эксплуатации, осуществлять выброс загрязняющих веществ (взвешенных частиц) в рабочую зону. Следовательно, функционирование цехов невозможно без правильно организованных местных систем вентиляции, работа которых обеспечивает не только требуемые параметры микроклимата, но и чистоту воздуха в помещении. Для повышения эффективности работы местных систем вентиляции (в частности, вытяжных зонтов) целесообразно в их составе предусматривать установку механических фильтров.

В механическом фильтре, конструкция которого полностью имеет антикоррозийное исполнение, загрязняющие частицы фильтруются двумя фазами:

– Воздушный поток течет через лабиринтную структуру фильтра (рис. 1).

Лабиринтная структура фильтра (первая фаза фильтрации)

Рис. 1. Лабиринтная структура фильтра (первая фаза фильтрации)

Лабиринтный фильтр предназначен для очистки воздуха от жиров, масел и пыли по принципу многократного изменения направления движения воздушного потока. Жировые частицы оседают на пластинах, затем стекают по желобам в специальную емкость паз, встроенный в подставку фильтра. Таким образом уменьшается вероятность засорения фильтра и снижаются перепады давления. Лабиринтные жироуловители являются фильтрами грубой (предварительной) очистки

класс фильтрации G 2 — G 4 и улавливают примеси размером от 1 мкм ( м).

Воздушный поток проходит сквозь тонкие нити из нержавеющей стали (рис. 2).

Тонкие нити из нержавеющей стали (вторая фаза фильтрации)

Рис. 2. Тонкие нити из нержавеющей стали (вторая фаза фильтрации)

Нити сшиты в специальный шаблон для получения большей поверхности охлаждения, способности отфильтровать оставшиеся частицы и уменьшения сопротивления воздуха. В процессе приготовления пищи большая часть жира переносится паром. Когда эта жиро паровая смесь проходит через фильтрующие клетки, жир задерживается на лабиринтной поверхности фильтра, что снижает шанс возникновения огня в воздуховоде.

Эффективность жирового фильтра (часть загрязняющих веществ, улавливаемая вытяжной частью зонта) в диапазоне частиц размером от 5 до 7 мкм должна быть не менее 40 % при расчетном расходе воздуха [1]:

где количество улавливаемых местным отсосом ВВ, кг/с;

интенсивность выделения ВВ от источника, кг/с.

На основе программного комплекса ANSYS Fluent через механический фильтр, встроенный в приточно — вытяжной зонт, моделируются течения воздушного потока, содержащего мелкие частицы загрязняющих веществ.

Внешний вид проточной части элементарного объема фильтра

Рис. 3. Внешний вид проточной части элементарного объема фильтра

Расчёт движения частиц (потока и траекторий), моделируемых в «лагранжевой» постановке, в сплошной газовой среде, производится без учёта их взаимодействия с потоком воздуха [2].

Траектории частиц (треки) рассчитываются по шагам (штрихам) и представляют собой ломаные линии. Каждый отрезок (штрих) трека формируется путём анализа направления и величины скорости движения частицы в данный момент времени по 2

му закону Ньютона.

В качестве заданного условия для моделирования процесса фильтрации загрязняющих частиц на языке программирования С разработан UDF (User Defined Function ) макрос, описывающий способность пористой текстуры (фильтра) задерживать частицы определенного размера.

Поверхностями выбивания загрязняющих частиц является технологическое оборудование. В рассматриваемом случае — регионы варочных поверхностей электроплиты (рис. 4).

Отображение течения взвешенных частиц в режиме «Display»

Рис. 4. Отображение течения взвешенных частиц в режиме «Display»

Процент неуловленных вытяжным зонтом частиц (выбивающихся в стороны) составляет Показатель определяется методом статистики расчета треков — эффектом «прилипания» выбивающихся частиц на поверхности.

При каждом расчете в текстовом окне отображается таблица статистики расчёта треков (рис. 5).

Статистика расчета треков

Рис. 5. Статистика расчета треков

Пользуясь этой информацией, можно понять, что из 1404 начатых треков, 1404 не были «закончены», следовательно, внедренный в расчет FLUENT скрипт выполняет поставленную задачу, и загрязненные частицы «улавливаются» расчетным объемом — фильтром.

Таким образом, с помощью математического моделирования определена эффективность фильтра, встроенного в приточно — вытяжной зонт:

Литература:

  1. Р НП «АВОК» 7.3–2007. Вентиляция горячих цехов предприятий общественного питания. — М.: 2007. АВОК ПРЕСС.
  2. Компьютерное моделирование типовых гидравлических и газодинамических процессов двигателей и энергетических установок в ANSYS Fluent : учеб. пособие / Л. С. Шаблий, А. В. Кривцов, Д. А. Колмакова. — Самара: Изд-во Самар. Ун — та, 2017. — 108 с.
  3. Численное моделирование течения в фильтре/ А. А. Гарипов, С. Ю. Константинов, Д. Е. Тук, Д. В. Целищев/ «Вестник УГАТУ» Уфа, 2013 г. с. 153–158.
Основные термины (генерируются автоматически): ANSYS, воздушный поток, частица, эффективность фильтра, вытяжной зонт, математическое моделирование, механический фильтр, общественное питание, пористая текстура, программный комплекс.


Ключевые слова

математическое моделирование, фильтрация, метод конечных элементов, ANSYS Fluent, CFD-метод гидрогазодинамики, пористая текстура, эффективность фильтра, функция пользователя

Похожие статьи

Моделирование и исследование распределения температурных и скоростных полей

В представленной работе выполнено моделирование и исследование распределения температурных и скоростных полей в здании комплекса металлообработки строительных металлоконструкций, а также в технологическом оборудовании — теплогенераторах горячего возд...

Математические модели для определения статических и динамических характеристик машины и процесса очистки картофеля аэродинамическим способом (некоторые результаты проекта 16–38–00343 РФФИ)

Работа выполнена по проекту РФФИ № 16–38–00343. В статье изложены результаты теоретических исследований технологического процесса очистки клубней картофеля аэродинамическим способом. Приведены математические модели для расчета средней и критической в...

Математические модели для определения технико-экономических показателей оценки эффективности процесса очистки картофеля аэродинамическим способом (некоторые результаты проекта 16-38-00343 РФФИ)

Работа выполнена по проекту РФФИ № 16–38–00343. В статье приведены разработанные на основе теоретических исследований математические модели для определения технико-экономических показателей — производительности машины и энергоемкости технологического...

Перспективы достижения заданных параметров освещения с помощью управляемых источников света, представленных на потребительском рынке РФ к началу 2024 года

В статье автор исследует возможность достижения параметров освещения в помещениях с различными условиями доступа к естественному освещению с помощью представленных на потребительском рынке осветительных приборов и источников света с возможностью упра...

Измерение медленных изменений напряжения электрической энергии в механическом цехе ЗАО «Сибгазстройдеталь»

Актуальность проблемы повышения качества электрической энергии нарастала вместе с развитием и широким внедрением на производстве различных высокоэффективных технологических установок. В данной работе описано проведенное исследование в механическом це...

Матрица применимости методов увеличения нефтеотдачи

В статье представлен выбор оптимального метода увеличения нефтеотдачи на начальном этапе за счет применения скрининга. На основе полученной в работе матрицы можно рекомендовать эффективные методы увеличения нефтеотдачи на основе мирового опыта примен...

Оценка эффективности работы сооружений для механической очистки и их реконструкция на примере города в Иркутской области

В данной статье дана оценка эффективности работы сооружений для механической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод города и производственных сточных вод промышленного района нефтеперерабатывающего завода на примере города в Иркутской области. Сфо...

Управление технологическими процессами с помощью магнитных систем и способы их расчета в ионно-плазменных устройствах напыления материалов

В данной работе рассматриваются основные моменты, связанные с управлением потоков движения заряженных частиц в ионно-плазменных технологических устройствах. Для увеличения эффективности нанесения материалов на заготовки различной формы и размеров нео...

Автоматическое регулирование качества воздушной среды

В работе проанализированы устройства автоматического регулирования качества воздушной среды и их основные характеристики. Определены достоинства и недостатки вариантов исполнения для различных ценовых групп. Описывается подход, позволяющий в значител...

Особенности применения систем рекуперации тепла в системах вентиляции общественных зданий

В рамках данной статьи рассматриваются особенности применения систем рекуперации тепла в системах вентиляции общественных зданий на примере торгового центра, а также отражаются современные тенденции в развитии систем вентиляции с точки зрения повышен...

Похожие статьи

Моделирование и исследование распределения температурных и скоростных полей

В представленной работе выполнено моделирование и исследование распределения температурных и скоростных полей в здании комплекса металлообработки строительных металлоконструкций, а также в технологическом оборудовании — теплогенераторах горячего возд...

Математические модели для определения статических и динамических характеристик машины и процесса очистки картофеля аэродинамическим способом (некоторые результаты проекта 16–38–00343 РФФИ)

Работа выполнена по проекту РФФИ № 16–38–00343. В статье изложены результаты теоретических исследований технологического процесса очистки клубней картофеля аэродинамическим способом. Приведены математические модели для расчета средней и критической в...

Математические модели для определения технико-экономических показателей оценки эффективности процесса очистки картофеля аэродинамическим способом (некоторые результаты проекта 16-38-00343 РФФИ)

Работа выполнена по проекту РФФИ № 16–38–00343. В статье приведены разработанные на основе теоретических исследований математические модели для определения технико-экономических показателей — производительности машины и энергоемкости технологического...

Перспективы достижения заданных параметров освещения с помощью управляемых источников света, представленных на потребительском рынке РФ к началу 2024 года

В статье автор исследует возможность достижения параметров освещения в помещениях с различными условиями доступа к естественному освещению с помощью представленных на потребительском рынке осветительных приборов и источников света с возможностью упра...

Измерение медленных изменений напряжения электрической энергии в механическом цехе ЗАО «Сибгазстройдеталь»

Актуальность проблемы повышения качества электрической энергии нарастала вместе с развитием и широким внедрением на производстве различных высокоэффективных технологических установок. В данной работе описано проведенное исследование в механическом це...

Матрица применимости методов увеличения нефтеотдачи

В статье представлен выбор оптимального метода увеличения нефтеотдачи на начальном этапе за счет применения скрининга. На основе полученной в работе матрицы можно рекомендовать эффективные методы увеличения нефтеотдачи на основе мирового опыта примен...

Оценка эффективности работы сооружений для механической очистки и их реконструкция на примере города в Иркутской области

В данной статье дана оценка эффективности работы сооружений для механической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод города и производственных сточных вод промышленного района нефтеперерабатывающего завода на примере города в Иркутской области. Сфо...

Управление технологическими процессами с помощью магнитных систем и способы их расчета в ионно-плазменных устройствах напыления материалов

В данной работе рассматриваются основные моменты, связанные с управлением потоков движения заряженных частиц в ионно-плазменных технологических устройствах. Для увеличения эффективности нанесения материалов на заготовки различной формы и размеров нео...

Автоматическое регулирование качества воздушной среды

В работе проанализированы устройства автоматического регулирования качества воздушной среды и их основные характеристики. Определены достоинства и недостатки вариантов исполнения для различных ценовых групп. Описывается подход, позволяющий в значител...

Особенности применения систем рекуперации тепла в системах вентиляции общественных зданий

В рамках данной статьи рассматриваются особенности применения систем рекуперации тепла в системах вентиляции общественных зданий на примере торгового центра, а также отражаются современные тенденции в развитии систем вентиляции с точки зрения повышен...

Задать вопрос