Ученые Пермского Политеха и ГИ УрО РАН определили оптимальное расположение вентиляционного трубопровода для лучшего проветривания рудников
При ведении горных работ в атмосферу рудника выделяются токсичные и взрывоопасные газы. Безопасные условия труда для горнорабочих обеспечивают с помощью принудительной вентиляции, используя вентиляторы главного и местного проветривания. В тупиковые горные выработки, которые не имеют сквозного прохода, свежий воздух подается через вентиляционные трубопроводы. В результате его ударения о забой, то есть о поверхность горной массы, нередко образуются турбулентные вихри. Они хаотичны и могут либо усугубить проветривание, либо улучшить. Ученые Пермского Политеха и Горного института УрО РАН выяснили, как правильно расположить вентиляционный трубопровод, чтобы повысить качество проветривания тупиковых горных выработок и безопасность рабочих.
Статья опубликована в журнале «Известия ТулГУ. Науки о Земле», 2024 год. Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания.
Тупиковыми называют подземные выработки, которые не имеют сквозного прохода. Их качественное проветривание – это серьезная задача, которая предотвращает накопление опасных газов в атмосфере рудника и отравление горнорабочих. При этом правильное обустройство вентиляционной системы в шахтах зависит от многих факторов, в том числе от перемещения воздушных масс по рабочей зоне и вихрей, возникающих после ударения свежего потока о горный массив.
Сегодня активно применяется нагнетательный способ проветривания, когда чистый воздух подается с помощью вентиляторов по вентиляционному трубопроводу, который прокладывается практически до конца тупиковой выработки. Ученые Пермского Политеха и Горного института УрО РАН выяснили, что длину, структуру и форму вихря, можно определить по такому показателю, как спутный поток воздуха, направленного из трубопровода к забою.
В настоящее время для более детализированного и углубленного изучения различных физических процессов в горнодобывающей промышленности все чаще используют методы трехмерного моделирования с помощью компьютерных программ. Этот метод позволяет анализировать поведение объектов в различных условиях и предсказывать результаты экспериментов еще до их проведения или при помощи валидации модели подтверждать результаты научных гипотез.
На основе этого исследователи разработали трехмерную модель выработки площадью 28 квадратных метров и длиной 100 метров, в которой располагается вентиляционный трубопровод, подающий в выработку свежий воздух. Модель позволила детально отследить, как разные варианты расположения вентиляционного трубопровода в сечении выработки влияют на интенсивность вихря. А также установили длину его зоны действия, то есть зону перемешивания воздушных потоков, которые непосредственно влияют на безопасность и эффективность проветривания.
Ученые рассматривали разные варианты отставания конца трубопровода от стенки забоя: 15 и 30 метров. Также рассчитывали величину вихря для нескольких способов его расположения в выработке: в центральной части, в углу, под кровлей, на высоте роста человека.
Модель показала, что для лучшей работы вентиляционной системы необходимо, чтобы воздушная струя после выхода из трубопровода прижималась к стенкам выработки и не разворачивалась преждевременно. Так вымывание опасных газов из рабочей зоны будет эффективнее.
– Наилучший вариант при отставании конца трубопровода на 15 и 30 метров наблюдается при его размещении в одном из нижних углов выработки. Это создает наиболее широкую область для разворота воздушной струи у стенки забоя. Менее эффективно его размещение по центру под кровлей, – объясняет Алексей Таций, старший преподаватель кафедры горной электромеханики ПНИПУ, инженер Горного института УрО РАН.
Исследование ученых Пермского Политеха и УрО РАН подтвердило сильное влияние положения вентиляционного трубопровода на качество проветривания от опасных газов, выделяющихся в процессе ведения горных работ. В результате был определен лучший вариант его размещения в тупиковых горных выработках. Применение выявленных параметров в горнодобывающей промышленности повысит безопасность шахтеров.
Вентиляция в частном доме1
Товарищи, возник такой вопрос, который самостоятельно не могу решить. Может кто-то сможет мне грамотно объяснить как правильно подойти к его решению.
Имеется дом, 180 квадратов, 2 этажа. Место действия Московская область.На данный момент идут отделочные работы. На первом этаже есть естественная вытяжка в ванной и кухне-гостинной, на втором в двух ванных и коридоре. Но я так понимаю, этого не достаточно и нужен полноценный приток воздуха
Исходя из этого нужна либо приточно вытяжная машина, либо просто приточка с рекуператором, второй вариант в жилых комнатах и кухне ставить бризеры, либо самый простой вариант просто дырки в стенах и приточные клапана.
Первый вариант после проценки оказался самый дорогой, ценник объявляют миллион + ( для меня это честно говоря дороговато) и непонятно как она будет вести себя в эксплуатации на долгосрочной перспективе.
Второй вариант смущает шумом этих бризеров в комнатах, ну и честно говоря, достаточно они громоздкие.
Ну и минусы просто дырок, это конечно зимой заход холодного воздуха, ну и непонятно как будет работать естественная вытяжка в условиях лета.
Просто открытые окна не расматриваю, мы живём не в тихом и спокойном месте, а недалеко от оживленной дороги, поэтому присутствует шум и пыль, хочется держать окна закрытыми.
Честно говоря, не знаю как правильно поступить и может как-то скомбинировать эти системы лучше, либо я упускаю существенные моменты. Может есть тут специалисты кто может подсказать как грамотно организовать нормальную вентиляцию в доме и в нынешних реалиях уложиться тысяч в 500.
Вентиляционное оборудование
Вентиляция – неотъемлемая часть комфортного жилья. Правильно подобранное и установленное вентиляционное оборудование обеспечит оптимальный воздухообмен, снизит уровень влажности и уменьшит неприятные запахи, создав комфортную и здоровую атмосферу в вашем доме.
Выбор вентиляционного оборудования зависит от множества факторов: площади помещения, количества человек, проживающих в нем, типа отопления и других. Рассмотрим основные виды вентиляции и их особенности, чтобы подобрать оптимальный вариант для ваших условий.
Типы вентиляционных систем и их назначение
Чаще всего применяемый тип вентиляции, обеспечивающий оптимальное проветривание за счет притока свежего и удаления отработанного воздуха. Может быть естественной (воздухообмен осуществляется за счет разницы давления внутри и снаружи помещения) или механической (с использованием вентиляторов для принудительной циркуляции воздуха).
• Вытяжные системы. Удаляют отработанный воздух из помещения без подачи свежего. Подходят для небольших помещений (ванных комнат, туалетов), где не требуется дополнительный приток воздуха.
• Приточные системы. Подают свежий воздух в помещение без удаления отработанного. Используются совместно с вытяжными системами или там, где требуется дополнительная подача чистого воздуха (например, конференц-залы).
• Рециркуляционные системы. Циркулируют воздух внутри помещения, не забирая его извне. Используются, когда приток свежего воздуха невозможен или нецелесообразен (например, в автомобилях).
• Гибридные системы. Сочетают в себе элементы двух или более типов вентиляционных систем, обеспечивая индивидуальные решения для конкретных помещений или зданий.
Параметры выбора вентиляционного оборудования
Подбирая вентиляционное оборудование, обратите внимание на следующие критерии:
1. Производительность: объем воздуха, очищаемого в единицу времени.
2. Мощность: количество энергии, потребляемое для работы.
3. Уровень шума: допустимые значения для жилых и производственных помещений разнятся.
4. Тип фильтрации: для очистки воздуха от пыли, пыльцы, аллергенов и запахов.
5. Удобство обслуживания: возможность легкой чистки и замены фильтров.
6. Габариты и дизайн: для соответствия интерьеру помещения.
7. Автоматизация: наличие датчиков для регулировки работы в автоматическом режиме.
8. Энергоэффективность: экономия электроэнергии за счет использования энергосберегающих технологий.
9. Цена: определите бюджет и сравните стоимость различных вариантов.
Учитывая эти параметры, вы сможете выбрать вентиляционное оборудование, отвечающее вашим конкретным потребностям и обеспечивающее здоровый микроклимат в помещении.
Установка и обслуживание вентиляционных систем
При установке придерживайтесь плана и инструкции. Обеспечьте герметичность стыков и соединений. Устанавливайте воздуховоды с уклоном, чтобы предотвратить образование конденсата.
При обслуживании регулярно чистите фильтры. Проверяйте вентиляторы и двигатели на отсутствие шума и вибрации. Проводите периодическую чистку воздуховодов от пыли и грязи (не реже 1 раза в год). Проверяйте состояние элементов системы автоматики и управления.
Ответ на пост «Клише»1
"Спрятался, как мышь": В Турции преступник три дня скрывался с похищенным золотом в вентиляции
Укравший 3 кг золота вор три дня прятался в вентиляции торгового центра
В Турции мужчина, совершивший ограбление ювелирного магазина, три дня скрывался от полиции в вентиляционной шахте, расположенной в потолке. Об этом сообщает NTV.
В закрытом ювелирном магазине в городе Адана сработала сигнализация, что вызвало тревогу службы безопасности. Полиция была немедленно направлена на место происшествия, предупредив работников других магазинов и тщательно обыскав все помещения, но преступника не нашли.
Владелец магазина, оценив ущерб, сообщил, что злоумышленник украл 3 килограмма золота и 100 тысяч лир, что составляет примерно 2,8 тысячи долларов. В это время в торговом центре продолжалась обычная жизнь, но покупатели слышали странные звуки, доносившиеся с потолка. Несмотря на это, грабителя так и не удалось обнаружить.
Полиция привлекла специалистов, которые использовали тепловизионные устройства для сканирования торгового центра. После этого в здание были направлены поисково-спасательные собаки. Кроме того, сотрудники правоохранительных органов изучили сотни записей с камер видеонаблюдения в этом районе, однако не смогли найти никаких следов преступника.
Только на третий день полицейские перекрыли все выходы из торгового центра и дороги вокруг. Спасатели разобрали часть потолка и начали проверять вентиляционные шахты. Грабитель выбрался и попытался скрыться, но был задержан. Теперь его судьбу решит суд.
Каждый раз, когда вижу обсуждение систем вентиляции, не могу пройти мимо
Каждый раз, когда вижу обсуждение систем вентиляции, не могу пройти мимо.
Меня по-настоящему увлекают идеи и рассуждения о будущем систем вентиляции. Автоматизация систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха становится всё более актуальной, и недавняя дискуссия на Reddit (🔗 HVAC Automation) поднимает важные вопросы:
🔹 Какие технологии автоматизации HVAC наиболее востребованы?
🔹 Как AI и IoT могут снизить энергопотребление и оптимизировать управление климатом?
🔹 С какими проблемами сталкиваются при интеграции автоматизированных решений?
💡 Ключевые тренды в HVAC-автоматизации:
✅ Умные термостаты: AI-оптимизация температуры и влажности
✅ IoT-сенсоры: Анализ качества воздуха в реальном времени
✅ Цифровые двойники: Моделирование HVAC-систем для предиктивного обслуживания
✅ Автоматизированное управление: Снижение затрат на энергию
Возможности и вызовы интеграции автоматизации:
🔹 Интеграция разнородных систем:
Одна из главных проблем – объединение оборудования от разных производителей. Стандартизация протоколов и открытые API становятся критически важными для создания единой системы управления.
🔹 Кибербезопасность:
С увеличением числа подключённых устройств растёт риск кибератак. Современные системы защиты, регулярное обновление ПО и проведение аудитов безопасности – незаменимые меры для обеспечения безопасности.
🔹 Экономическая целесообразность:
Первоначальные инвестиции в модернизацию могут быть значительными. Однако пилотные проекты в административных зданиях, торговых центрах и кампусах уже демонстрируют окупаемость за счёт снижения затрат на энергию и повышения комфорта.
Что можно предложить и осуществить:
• Разработка унифицированной платформы:
Создание масштабируемой системы, объединяющей умные термостаты, IoT-сенсоры и цифровые двойники для управления HVAC.
Интеграция с облачными сервисами для анализа данных и оптимизации режимов работы.
• Пилотные проекты в крупных зданиях и кампусах:
Проведение пилотных внедрений в административных зданиях, торговых центрах или университетах для демонстрации экономической эффективности и повышения комфорта.
Сбор данных для улучшения алгоритмов AI и оценки экономического эффекта.
• Партнерство с производителями оборудования:
Налаживание сотрудничества с ведущими компаниями для разработки совместимых решений.
Совместное создание стандартов и протоколов обмена данными для повышения интеграционной совместимости.
• Внедрение систем кибербезопасности:
Разработка комплексных мер защиты данных, шифрования и мониторинга для минимизации риска кибератак.
Регулярное проведение аудитов безопасности и обучение персонала.
Таким образом, автоматизация HVAC – это перспективное направление, способное существенно изменить подход к климат-контролю в зданиях. Использование AI, IoT, цифровых двойников и умных датчиков открывает новые возможности для оптимизации энергопотребления и повышения качества жизни. Но для успешной реализации необходимо решать технические, экономические и организационные задачи, что делает это направление идеальным для междисциплинарного сотрудничества между инженерами, IT-специалистами и экспертами по безопасности.
Поделитесь своими мыслями – давайте обсудим, как сделать наши здания умнее и энергоэффективнее!