DOI: https://doi.org/10.15802/ecsrt2016/91678

Мінімізація інтенсивності виносу пилу з напіввагона при транспортуванні вугілля

M. M. Biliaiev, Oladipo Mutiu Olatoye

Анотація


Виконано аналіз способів мінімізації процесу виносу вугільного пилу з напіввагонів. Ці способи можуть бути розбиті на дві групи – механічний захист і фізико-хімічний захист. В роботі запропонований спосіб захисту навколишнього середовища від вугільного пилу за рахунок установки додаткових бортів на напіввагон. Пропонується використовувати додаткові борти «Г»-подібної форми. Для підтвердження висунутої робочої гіпотези було проведено обчислювальний експеримент на базі створеної чисельної моделі. Розроблена чисельна модель заснована на застосуванні рівняння для потенціалу швидкості і рівняння масопереносу. На базі рівняння для потенціалу швидкості розраховується поле швидкості повітряного потоку, що обтікає вагон з вантажем. Рівняння масопереносу враховує швидкість повітряного потоку, атмосферну дифузію, гравітаційне осідання частинок вугільного пилу.

Для чисельного інтегрування рівняння для потенціалу швидкості використовується метод умовної апроксимації. Використання даного методу дозволяє отримати різницеві рівняння, розв’язання яких реалізується за методом біжучого рахунку. Це дозволяє здійснити просту програмну реалізацію чисельної моделі. Для чисельного інтегрування рівняння масопереносу використовується неявна різницева схема. Побудова різницевої схеми ґрунтується на розщепленні вихідного різницевого рівняння на чотири кроки. Невідоме значення концентрації пилового забруднювача на кожному кроці розщеплення визначається за явною схемою – методу біжучого рахунку. Представляються результати проведеного обчислювального експерименту. При проведенні обчислювального експерименту розглядалося три сценарії. Перший сценарій – визначення інтенсивності виносу вугільного пилу з напіввагона без установки додаткових бортів. Другий сценарій – оцінка інтенсивності виносу вугільного пилу з напіввагона при установці додаткового борту «Г» - подібної форми, типу «низьке крило». Третій сценарій – оцінка інтенсивності виносу вугільного пилу з напіввагона при установці додаткового борту «Г»-подібної форми, типу «високе крило». Показано, що застосування додаткових бортів «Г»-подібної форми дозволяє істотно зменшити інтенсивність виносу вугільного пилу з напіввагона і зменшити рівень забруднення робочої зони біля вагона.


Ключові слова


транспортування вугілля, винос вугільного пилу, чисельне моделювання, засоби зменшення виносу вугільного пилу

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Беляев, Н. Н. Математическое моделирование в задачах экологической безопасности и мониторинга чрезвычайных ситуаций : монография / Н. Н. Беляев, Е. Ю. Гунько, П. Б. Машихина. – Днепропетровск : Акцент ПП, 2013. – 159 с.

Беляев, Н. Н. Моделирование процесса сноса угольного концентрата из полувагонов / Н. Н. Беляев, А. А. Карпо // Наук. вісн. буд-ва : зб. наук. пр. / Харк. нац. ун-т буд-ва та архіт. – Харків, 2016. – № 1 (83). – С. 196–199.

Берлянд, М. Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы [Текст] / М. Е. Берлянд. – Ленинград : Гидрометеоиздат, 1985. – 273 с.

Бруяцкий, Е. В. Теория атмосферной диффузии радиоактивных выбросов [Текст] / Е. В. Бруяцкий. – К.: Институт гидромеханики НАН Украины, 2000. – 443 с.

Воробйов, Є. О. Запобігання забруднення повітря пилом під час транспортування вугілля / Є. О. Воробйов, М. О. Ніколенко, І. О. Худякова. // Вісті АДІ ДВНЗ «ДонНТУ». – Горлівка, 2005. – №1. – С. 34 – 38.

Гусев, Н. Г. Радиоактивные выбросы в биосфере / Н. Г. Гусев, В. А. Беляев. – Москва : Энергоатомиздат, 1991. – 257 с.

Марчук, Г. И. Математическое моделирование в проблеме окружающей среды [Текст] / Г. И. Марчук. – Москва: Наука, 1982. – 320 с.

Самарский, А. А. Теория разностных схем [Текст] / А. А. Самарский. – Москва : Наука, 1983. – 616 с.

Уорк, К. Загрязнение воздуха. Источники и контроль [Текст] / К. Уорк, С. Уорнер – М.: Мир, 1980. – 539 с.

Численное моделирование распространения загрязнения в окружающей среде / М. З. Згуровский, В. В. Скопецкий, В. К. Хрущ, Н. Н. Беляев. – Київ : Наук. думка, 1997. – 368 с.

Biliaiev, M. Numerical Simulation of Indoor Air Pollution and Atmosphere Pollution for Regions Having Complex Topography / M. Biliaiev // NATO Science for Peace and Security Series C: Environmental Security. – 2011. – P. 87–91.

Final Report Environment Evaluation of Fugitive Coal Dust Emission From Coal Trains Goonyella, Blackwater and Moura Coal Rail Systems Queensland Rail Limited, 31 March, 2008. – Queensland, Australia. – 414 p.




ISSN: 2223–5620 (Print)

ISSN: 2411–1554 (Online)