АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ВСМОКТУВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ЗНИЖЕННЯ РІВНЯ ЗАБРУДНЕННЯ ПОВІТРЯ В РОБОЧИХ ЗОНАХ

Анотація

Постановка проблеми. Розглядається задача оцінювання ефективності використання всмоктувальної системи, що розташована біля автотраси та дозволяє зменшити рівень хімічного забруднення повітря в робочих зонах. Ця система змінює аеродинаміку повітряного потоку та створює динамічну перепону на шляху забрудненого повітря, що рухається в робочі зони. На етапі проектування систем захисту повітря від забруднення в робочих зонах потрібно мати розрахункові методи, що дозволяють визначити ефективність її для конкретних умов експлуатації. Мета дослідження − розроблення математичних моделей та програмного забезпечення для проведення обчислювального експерименту з визначення ефективності використання всмоктувальної системи, розташованої біля автотраси. Методика. Для математичного моделювання поширення забруднювальних речовин у робочих зонах біля автотраси та з використанням всмоктувальної системи захисту застосовується аеродинамічна модель потенціального руху та рівняння конвективно-дифузійного переносу домішки в повітрі. Запропонована математична модель дає можливість урахувати швидкість вітру, турбулентну дифузію, інтенсивність викиду домішки від авто, режим роботи всмоктувальної системи, присутність екрану на цій системі. Для розв’язання задачі аеродинаміки використовуються дві скінченнорізницеві схеми, що дозволяють визначити потенціал швидкості за явною формулою. Для чисельного інтегрування рівняння конвективно-дифузійного переносу домішки застосовується метод розщеплення. Розроблено комп’ютерну програму для проведення обчислювального експерименту на базі побудованих чисельних моделей. Наукова новизна. Розроблено чисельні моделі для розв’язання задач аеродинаміки та масопереносу стосовно проблеми оцінювання ефективності використання спеціальної всмоктувальної системи, що дозволяє зменшити рівень забруднення повітря в робочих зонах біля автотраси. Практична значимість. На базі розробленої моделі створено код, що дозволяє оперативно розраховувати процес забруднення повітря як біля автошляху, так і в робочих зонах, для захисту яких використовуються всмоктувальні системи. Висновки. Побудовані чисельні моделі дають змогу швидко оцінювати ефективність використання спеціальної всмоктувальної системи, що встановлюється біля автотраси. Моделі враховують найбільш суттєві фізичні фактори, які впливають на формування областей забруднення біля автотраси. Практичне застосування моделей не потребує потужних комп’ютерів. Наведено результати обчислювального експерименту.