РАЗДЕЛ 2. УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА В ЧИСТЫХ ПОМЕЩЕНИЯХ
2.1. Характеристика установки для очистки воздуха от композиционных примесей в чистых помещениях
Атмосферный воздух содержит газообразные взвешенные примеси. Взвешенные композиционные примеси бывают свободные и локализованные на аэрозолях. Метод очистки (стерилизация) приточного воздуха с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты реализуется в установки для подготовки воздуха (см. рис. 2.1). Установка для подготовки воздуха представляет собой смонтированные последовательно жалюзийная решетка 1, многостворчатый утепленный клапан 2, фильтр грубой очистки воздуха 3, фильтр тонкой очистки воздуха 4, теплообменник 5, секция высокочастотной инактивации композиционных примесей (СВЧИМ) 7, в которой смонтированы по параллельной схеме теплоизолированные рабочие камеры с генераторами сверхвысокочастотного электромагнитного поля. На входе в каждую рабочую камеру вмонтирован завихритель воздуха 6. После СВЧИМ монтируется секция фильтра из активированного углеродного материала 8, нагнетатель воздуха 9, шумоглушитель 10. К шумоглушителю крепится участок воздуховода 11, к другому концу которого присоединяется высокоэффективный фильтр 12.
Рис. 2.1. Принципиальная схема установки для подготовки воздуха
Принцип работы установки для подготовки воздуха заключается в том, что наружный воздух поступает в жалюзийную решетку 1, проходит многостворчатый утепленный клапан 2, очищается с помощью фильтра грубой очистки воздуха 3, и фильтра тонкой очистки воздуха 4, и поступает в теплообменник 5 для нагревания или охлаждения. После теплообменника 5 герметично монтируется секция высокочастотной инактивации композиционных примесей имеющая корпус в форме параллелограмма, в котором смонтированы по параллельной схеме теплоизолированные цилиндрические рабочие камеры с высокочастотными генераторами, на входе в каждую рабочею камеру вмонтирован завихритель 6. С помощью завихрителя 6 очищаемый воздух с композиционными примесями закручивается и перемещается вдоль цилиндрической рабочей камеры в секции высокочастотной инактивации композиционных примесей 7, по винтовой траектории. В секции высокочастотной инактивации композиционных примесей 7 частота излучения составляет 2450 МГц. Осевая компонента скорости воздуха в цилиндрической рабочей камере секции высокочастотной инактивации композиционных примесей 7 должна быть не более 3 метров в секунду, что обеспечивает время экспозиции достаточное для полной инактивации частиц композиционных примесей. Поток очищаемого воздуха с инактивированными композиционными примесями поступает в фильтр из углеродного материала 10. Микроорганические примеси представляют собой белковые соединение, которое хорошо адсорбируется фильтром из углеродных материалов. Движение воздуха через оборудование обеспечивается с помощью нагнетателя 9. Для снижения аэродинамического и механического шума за нагнетателем 9 монтируется шумоглушитель 10. Не уловленные частицы пыли и инактивированные композиционные примеси будут поступать по участку воздуховода 11, и улавливаться с помощью высокоэффективного фильтра 12.
Продольный и поперечный разрез СВЧИМ представлен на рис. 2.2.
Продольный разрез Поперечный разрез
Рис. 2.2. Конструкция СВЧИМ
где 1 - вихревой диффузор; 2 - СВЧИМ; 3 - магнетрон; 4 - волновод.
2.2. Течение потока воздуха в установки для инактивации и адсорбции композиционных примесей
С целью повышения времени экспозиции к СВЧИМ 9 предлагается вмонтировать завихритель. Он обеспечит закрутку потока очищаемого воздуха со свободной и локализованной на аэрозольных частицах микроорганикой. С помощью завихрителя закручивается поток очищаемого воздуха с композиционными примесями, увеличивается длина пути примесей, увеличивается время воздействия электромагнитного поля сверхвысокой частоты на композиционных примесей. Так как в закрученных потоках процессы тепломассообмена протекают на 30-40% интенсивнее [61], повышается эффективность очистки воздуха от композиционных примесей путем их инактивации. Аэрозольная частица является экраном для СВЧ-поля и в результате вихревого движения поток воздуха композиционные примеси на частицах пыли будут подвергаться воздействию электромагнитного поля сверхвысокой частоты более эффективно, нежели при прямолинейном движении.
Диффузор имеет 12 лопаток расположенных под углом 45о. Схема диффузора представлена на рис. 2.3. Габаритные размеры и площадь живого сечения вихревого диффузора см. табл. 2.1 [62].
Рис. 2.3. Вихревой диффузор [62]
Таблица 2.1.
Размеры вихревого диффузора [62]
Размер, ммN, ммB, ммM, ммP, ммAК, м2125123200251700.0046160158250252100.0078200198300252500.0126250248350253000.0197315313450353900.0307400398570605200.0506
Рис. 2.4. Зависимость размеров вихревого диффузора от расхода воздуха [62]
По известному расходу воздуха предварительно подбирается типоразмер вихревого диффузора (см. рис. 2.4) [62].
Скорость воздуха на выходе из вихревого диффузора Vк определяется по формуле или номограмме на рис. 2.5:
Последовательно определяем характеристики потока по номограмме на рис. 2.4 [62].
На основании полученной скорости воздуха на выходе из диффузора Vк определяется перепад давления на нем Рt (рис. 2.6) [62].
Рис. 2.5. Номограмма для определения размера вихревого диффузора и уровня шума [62]
где LT - длина перемещения воздуха перпендикулярно потоку, м;
Qv - интенсивность воздушного потока, м3/ч;
VК - скорость воздуха на выходе из диффузора, м/с;
NR - уровень шума, дБ;
VT - скорость воздуха на расстоянии LT, м/с;
VR - скорость воздуха в рабочей зоне, м/с.
Рис. 2.6. Зависимость перепада давления Рt в вихревом диффузоре от скорости воздуха VК [62]
где 1 - график зависимости Pt=f (Vk).
Пример расчета вихревого диффузора представлен в приложении Б.
2.3. Вл