Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ современного состояния вопросов открытого хранения сыпучих грузов в морских и речных портах 9
1.1. Анализ способов хранения и существующих методик обоснования параметров складов открытого хранения сыпучих грузов 9
1.2. Особенности сыпучих грузов и анализ воздействия на окружающую среду складов открытого хранения 23
1.3. Анализ методов определения пылевыбросов при открытом хранении сыпучих грузов 32
ГЛАВА 2. Обоснование параметров портовых открытых складов для сыпучих грузов с учетом экологических требований 38
2.1. Методика моделирования процесса пылеуноса сыпучих грузов при их открытом хранении 38
2.2. Разработка методики определения потерь сыпучих грузов при их хранении на открытых складах 46
2.3. Разработка методики обоснования параметров открытых складов для сыпучих грузов с учетом их потерь от пылеуноса и экологических требований
ГЛАВА 3. Разработка технических средств защиты окружающей среды при хранении сыпучих грузов на открытых складах 69
3.1. Анализ способ и технических средств борьбы с пылеуносом сыпучих грузов при их открытом хранении 69
3.2. Разработка сетчатых укрытий открытых складов для снижения потерь сыпучих грузов и отрицательного воздействия пылина окружающую среду 73
3.3. Экономическая эффективность предлагаемых сетчатых укрытий 76
ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования процесса пылеуноса при хранении сыпучих грузов на открытых складах 86
4.1. Исследования влияния масштабного фактора и формы штабеля открытого склада на пылеунос груза и запыленность воздуха 86
4.2. Исследования на моделях взаимного влияния скоростей и направлений ветровых потоков на пылеунос груза и запыленность воздуха 97
4.3. Исследования пылеуноса груза с поверхности штабелей открытых складов и запыленности воздуха в натурных условиях 102
4.4. Результаты исследований эффективности действия сетчатых укрытий на моделях 107
Заключение 130
Литература
- Особенности сыпучих грузов и анализ воздействия на окружающую среду складов открытого хранения
- Разработка методики определения потерь сыпучих грузов при их хранении на открытых складах
- Разработка сетчатых укрытий открытых складов для снижения потерь сыпучих грузов и отрицательного воздействия пылина окружающую среду
- Исследования на моделях взаимного влияния скоростей и направлений ветровых потоков на пылеунос груза и запыленность воздуха
Введение к работе
Актуальность темы. Сьшучие материалы широко применяются в промышленности для различных целей. Некоторые сьшучие материалы являются природными образованиями - песок, гравий, уголь, но основная их масса - продукт деятельности человека: рудные и химические концентраты, каменный уголь, гранулированные материалы. Номенклатура сыпучих материалов, особенно сырьевых, неуклонно растет, это связано с их технологичностью в транспортных и перерабатывающих операциях
Около 80% от всех перевозимых речным транспортом грузов составляют сыпучие грузы.
Порты, являясь крупными транспортными узлами по перегрузке и хранению различных грузов, в результате этой деятельности оказывают отрицательное воздействие на атмосферный воздух, водную среду и почву. Основной негативный вклад дают перегрузочные и складские операции с сыпучими грузами, которые сопровождаются интенсивным пьшением, что приводит к безвозвратным потерям груза и отрицательному воздействию пыли на окружающую среду
Исследованиям в области предотвращения загрязнения окружающей среды речными портами посвящены работы А.Л. Степанова, А. И. Телегина, А.Е. Суколенова, B.C. Наумова, В.И Савинова и других.
Основными очагами пылеобразования при наиболее распространенном в портах открытом способе хранения сыпучих грузов являются:
зоны работ перегрузочного оборудования при формировании и расформировании штабелей, загрузки и разгрузки емкостей,
пылеунос мелких частиц груза (ветровая эрозия) с поверхности штабелей открытых складов
Существенный «вклад» в величину запыленности воздуха и размера потерь груза от пылеуноса вносят склады открытого хранения сыпучих грузов.
Вопросы обоснования параметров портовых открытых складов изложены в трудах А П. Казакова, А Е. Суколенова, В С. Ващенко, Б И. Шуликова, А А. Гнояного, М Е. Саломатникова, Г П Грине-вича, Э В. Дженикса, Н.С. Отделкина и других. Обзор публикаций и исследований показал, что при обосновании параметров порто-
вых открытых складов не учитываются экологические требования и потери сыпучих грузов от пылеуноса
В настоящее время существует ряд методик по определению объемов выбросов пыли, которые наиболее полно разработаны и апробированы для промышленных предприятий с организованными источниками загрязнений
Портовые открытые склады с сыпучими грузами, склонными к пьщению, относят к неорганизованным источникам, а величины пылевых выбросов с указанных складов определяют по методикам, разработанным бывшими Министерствами морского и речного флота и Ленморниипроектом
Однако указанные методики не учитывают влияние геометрических размеров открытых складов и направление ветровых потоков на величину пылевыбросов и не позволяют определять с приемлемой точностью размер потерь сыпучих грузов от пылеуноса.
Это, в свою очередь, определило необходимость обоснования параметров портовых открытых складов для сыпучих грузов с учетом отрицательного воздействия пыли на окружающую среду и величины потерь груза от пылеуноса
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является обоснование параметров портовых открытых складов с учетом потерь сыпучих грузов от пылеуноса и отрицательного воздействия пыли на окружающую среду.
Для достижения указанной цели в диссертации намечено решить следующие задачи
разработать метод исследования на моделях процесса пылеуноса сыпучих грузов при их хранении на открытых складах,
разработать методику определения потерь сыпучих грузов в результате пылеуноса при их хранении на открытых складах,
исследовать влияния характеристик ветровых потоков на величину потерь сыпучих грузов и запыленности воздуха при их хранении на открытых складах с различными формами штабелей,
разработать и исследовать эффективность технических средств борьбы с пылеуносом сыпучих грузов при их хранении на открытых складах,
разработать методику обоснования параметров открытых складов с учетом экологических ограничений, потерь сыпучих грузов и необходимости применения технических средств борьбы с пылеуносом
Объектом исследования являются портовые открытые склады для хранения сыпучих грузов, склонных к пылеобразованию
Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись методы корреляционно-регрессионного анализа, математической статистики и планирования эксперимента, экономико-математического и физического моделирования
Научная новизна работы заключается в:
разработке метода прогнозирования размеров потерь сыпучих грузов от пылеуноса и величины запыленности воздуха, учитывающий скорость и нэправтение ветрового потока при его воздействии на открытый склад,
получении математических моделей процессов пылеуноса и запыленности воздуха при хранении угля на открытых складах с различными формами штабелей,
предложенном подходе к обоснованию параметров открытых складов для сыпучих грузов, обеспечивающим минимизацию антропогенного воздействия пыли на окружающую среду,
разработке специальных сетчатых укрытий и исследовании их эффективности снижения потерь и антропогенного воздействия на окружающую среду для открытых складов с сыпучими грузами;
определении оптимальных параметров (высота над штабелем, расположение относительно штабеля) специальных сетчатых укрытий открытых складов с сыпучими грузами
Достоверность полученных результатов. Основные положения и выводы диссертации базируются на методах корреляционно-регрессионного анализа, математической статистики и планирования эксперимента, экономико-математического и физического моделирования и подтверждены натурными и модельными экспериментальными исследованиями автора Обработка результатов экспериментальных исследований выполнена с применением ПЭВМ на базе стандартных прикладных программ
Практическая значимость работы. Результаты диссертации имеют следующую практическую реализацию
- предложенная методика определения потерь сыпучих грузов
от пылеуноса бьша применена в ОАО «Нижегородский речной
порт» и ОАО «Татфлот» при обосновании геометрических харак
теристик открытых складов, расчете потерь груза, определении за
трат по потерям груза и компенсации ущерба окружающей среде,
- разработана конструкция и обоснованы параметры сетчатых укрытий открытых складов для хранения сыпучих грузов, которые позволяют снижать запыленность воздуха в 1,7-2,7 раза, а следовательно и размер потерь грузов от пылеуноса
Результаты исследований используются в учебном процессе по дисциплине «Перегрузочная техника и технология обработки грузов» специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды»
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на 1-й Всероссийской научно-производственной конференции «Морские и речные порты России» (Москва, 2002 г), международных научно-технических конференциях Нижегородского государственного технического университета (Н Новгород, 2002 г, 2004 г); VIII Международной конференции «Образование, Экология, Экономика, Информатика» (г Астрахань, 2003 г.), научно-технической конференции «Транспорт - XXI век» (Н Новгород, 2003 г.), 7-ом Международном научно-промышленном форуме «Великие реки - 2005» (Н. Новгород, 2005 г); научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ВГАВТ (2002-2005 гг )
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в девяти работах автора, из них две работы изданы в журнале «Экологические системы и приборы», входящего в перечень реферируемых ВАКом изданий
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, 133 страниц основного текста, включая 28 рисунков и 25 таблиц, списка литературы (106 наименований ) и трех приложений
Особенности сыпучих грузов и анализ воздействия на окружающую среду складов открытого хранения
Классификация складов помогает разрабатывать рекомендации по выбору наиболее эффективных вариантов технических решений по складам.
По физическому состоянию хранящихся и перерабатываемых грузов склады делятся на склады сыпучих, штучных, жидких и газообразных грузов.
По фракционному составу хранящихся грузов склады сыпучих грузов могут быть далее разделены на склады крупнокусковых, мелкокусковых, порошкообразных и пылевидных грузов, а по сыпучести грузов - на склады хорошо сыпучих, вязких и пластичных грузов.
Речные и морские порты являются теми пунктами, где производится передача груза с одного вида транспорта на другой. Ежегодно на развитие и эксплуатацию портов предусматриваются большие средства / 68, 70 /. Очень важно обеспечить правильное их использование в целях пропорционального развития портовых технических устройств на основе рекомендаций, вытекающих из технико-экономических расчетов. В перевозимых водным транспортом грузах наибольший удельный вес (до 80%) занимают массовые навалочные сыпучие грузы, такие, как уголь, руда, минерально-строительные грузы, соль и т.п. / 92 /. В портах, как месте передачи грузов на смежный вид транспорта, неизбежно приходится накапливать грузы на складах. Это вызвано необходимостью согласования работы двух последовательных транспортных потоков с различными режимами работы. В частности, портовый склад навалочных грузов может выполнять функцию буферной емкости, необходимой для обеспечения работы причала при суточной, месячной или сезонной неравномерностях в поступлении и отправления грузов.
Под термином «склад» обычно понимается совокупность устройств, предназначенных для размещения и хранения грузов. Некоторые авторы / 84/ используют более общее понятие - «накопительная емкость». Оно применяется ими как для обозначения склада «на колесах» (хранение грузов в вагонах) и склада « на плаву» (хранение груза в судах).
В настоящее время большое внимание уделяется эффективному использованию земельных участков, отводимых для размещения промышленных предприятий. Как правило, крупные речные порты располагаются на городской территории. Значительную же часть их площади (иногда большую) занимают склады навалочных грузов открытого хранения. Стоимость городских земель, насыщенных номинальным инженерным оборудованием, может достигать десятков миллионов рублей за гектар / 26, 102 /. В опубликованной литературе отсутствуют какие-либо рекомендации или нормативные данные, оценивающие эффективность использования земельных участков, отводимых под размещение складов навалочных грузов открытого хранения.
Классификацию портовых складов навалочных грузов можно провести по различным признакам. Например, по назначению, по интенсивности приема и выдачи груза со склада, по способу образования штабелей груза, по применяемым средствам механизации, по способу хранения груза, по продолжительности хранения груза, по дополнительным операциям, проводимыми с грузом на складе, по расположению склада в транспортном потоке и т.д.
Понятие способ хранения грузов включает в себя: условия хранения; типы и параметры устройств, применяемых для хранения грузов и доставки их на места хранения; типы и параметры строительных конструкций, создающих определенные условия для хранения грузов.
В морских и речных портах для хранения навалочных сыпучих грузов применяют открытый или закрытый способ хранения.
В закрытых складах перерабатывают и хранят такие грузы, как цемент, минеральные удобрения, химические материалы, формовочный песок, руду и ряд других грузов.
Из складов закрытого хранения в морских и речных портах наиболее распространены склады шатрового и силосного типов, которые представлены нарис. 1.1.
Необходимо отметить, что отрицательного влияния на окружающую среду закрытые склады практически не оказывают.
Для хранения сыпучих грузов открытым способом применяют различные сооружения и устройства, схемы которых представлены на рис. 1.2/50 /.
Открытые складские площадки для хранения сыпучих грузов покрываются асфальтовым, бетонным или асфальтобетонным покрытием по щебеночной подготовке. Покрытие складских площадок должно быть рассчитано с учетом максимальной нагрузки от сыпучего груза.
Разработка методики определения потерь сыпучих грузов при их хранении на открытых складах
Для разработки методики исследования процесса пылеобразования при хранении сыпучих грузов на открытых складах, включающей моделирование пылевых потоков, и средств борьбы с пылением необходим анализ факторов и причин пыления.
Факторы, влияющие на интенсивность пылеобразования при хранении сыпучих грузов на открытых складах можно разбить на две группы /9, 10 /: - физико-механические и химические свойства сыпучего груза; - способ хранения. К основным физико-механическим параметрам и химическим свойствам сыпучих грузов, которые характеризуют их пылеобразующую способность, относятся: - фракционный состав и форма частиц; - влажность груза и его смачиваемость; - плотность частиц, определяющая скорость их оседания; - насыпная плотность груза. Решающее влияние на интенсивность пылеобразования при открытом способе хранения сыпучих грузов оказывают параметры открытого склада: продолжительность нахождения груза на складе и характеристики ветровых потоков, воздействующих на склад.
В связи с этим важным этапом решения проблемы борьбы с пылью при открытом хранении сыпучих грузов является исследование процесса пылеуноса груза.
Обзор работ / 10, 11, 16, 18 / показывает, что образующееся при воздействии ветра на штабель с сыпучим грузом пылевые потоки по концентрации и фракционному составу являются не постоянной, изменяющейся во времени структурой из-за различных скоростей осаждения крупных и мелких (аэрозольных) частиц.
Способность пылевидных фракций приходить во взвешенное состояние и скорость их осаждения зависит не только от крупности частиц, но и от их фактической плотности (см. табл. 1.4).
В работах / 7, 46, 48, 88, 96 / также отмечается, что подавляющее большинство сыпучих грузов полидисперсны, фракционный состав образованных пылевых потоков будет также разнообразен. Аэрозольные частицы продолжительное время находятся во взвешенном состоянии, их количество в процессе хранения сыпучего материала в открытом штабеле постоянно увеличивается, что оказывает отрицательное воздействие на участвующих в перегрузочном процессе людей и окружающую среду. Решение задачи борьбы с пылевыми потоками, содержащими аэрозольные частицы, затруднено из-за низких скоростей осаждения данных операций.
Необходимо отметить, что процесс пылеобразования при воздействии ветровых потоков на открытый штабель с сыпучим грузом является недостаточно изученным процессом.
Прогнозирование пылевых выбросов при открытом хранении сыпучих материалов требует, прежде всего, разработки физической модели, подобной конкретному объекту натуры.
Методы физического моделирования, основанные на теории подобия и размерностей, рассматриваются как приближенные методы анализа процессов при замещении реального объекта подобной ему моделью. Значимость этих методов возрастает при решении поисковых и прогнозных задач, когда структура и состав уравнений, описывающих процесс, не точны или недостаточно надежны. К числу таких задач относится образование пылевоздушных потоков при открытом хранении пылящих сыпучих грузов.
Воспроизведение процесса в уменьшенных размерах по существу является физическим моделированием. Однако необходимо установить признаки, которые позволяют утверждать подобие процессов, протекающих в условиях разных масштабов системы. Качественные и количественные связи подобных явлений процесса пылеобразования можно установить в виде безразмерных отношений, называемых критериями подобия.
В соответствии с первой теоремой подобия инвариантность критериев подобия является признаком подобия объектов / 3, 20, 30, 87 /. Таким образом метод моделирования сводится к решению двух задач: 1) установить параметры модели, рабочий процесс которой был бы подобен рабочему процессу в натуре; 2) по результатам исследований на модели рассчитать параметры рабочего процесса, происходящего в натуре.
Процесс пылеобразования при открытом хранении пылящих навалочных грузов следует рассматривать как систему, включающую в себя следующие процессы: - сдувание пылящего материала с поверхности штабеля открытого склада; - распространение взвешенных частиц пыли ветровыми потоками. В общем случае эти процессы не могут рассматриваться как независимые, но решение задачи в таком виде является сложным и трудоемким. Поэтому будем считать, что указанные процессы системы независимы друг от друга, то есть решение задачи пылеобразования будем основывать на раздельном моделировании, которое апробировано в работах / 13, 43, 85, 100, 106 /.
Для определения критериев подобия необходимо выявить все параметры, характеризующие изучаемые процессы. Совокупность определяющих параметров, характеризующих процесс пылеуноса пылящего материала с поверхности открытого склада приведены в табл. 2.1.
Разработка сетчатых укрытий открытых складов для снижения потерь сыпучих грузов и отрицательного воздействия пылина окружающую среду
В практике борьбы с пылением открытых складов применяют следующие основные способы закрепления пылящих поверхностей: механический, химический и гидрообеспыливание / 8, 33, 76, 94, 101 /.
Механический способ заключается в простом укрытии пылящей поверхности материалом, который предотвращает ее ветровое возмущение. К таким материалам относятся щебень, почва, дробленый или гранулированный шлак, кора, древесные опилки. Однако, затраты на укрытие пылящих поверхностей механическим способом значительны, в то время как затраты на обработку открытых поверхностей химическими реагентами в 2... 10 раз дешевле / 21, 39, 79, 94 /.
Необходимо отметить, что применение механического способа борьбы с пылением для портовых открытых складов невозможно. Это объясняется тем, что перемешивание укрывающего материала с хранящимся на складе грузом приведет к ухудшению его потребительских свойств.
Гидрообеспыливание. Этот способ является одним из самых распространенных способов в угольной и горнодобывающей промышленности.
Положительный эффект гидрообеспыливания достигается ростом адгезионно-когезионных сил между пылевыми частицами, что приводит к образованию агрегатов с более высокими скоростями осаждения и уменьшению количества взвешенной пыли. При обеспыливании указанным способом необходимо учитывать способность материала смачиваться водой. Различают материалы легко смачиваемые (гидрофильные) и плохо смачиваемые (гидрофобные). К первым относятся кварцевые руды, шпаты, некоторые виды углей, ко вторым -железные руды, апатит, бурые угли, комовая сера и пр. /4, 11, 76, 83, 104, 105/.
Гидрообеспыливание заключается в предварительном увлажнении сыпучего груза. Груз увлажняется с помощью душевых сеток или форсунок с диаметром отверстия сопла не менее 2 мм.
Так, практика смачивания водой поверхностей штабелей открытых складов руды Михайловского комбината, показала, что железная руда, особенно с влажностью 3% и содержанием более 30% частичек размером менее 250 мкм, обладает гидрофобными свойствами. При орошении большая-часть распыленной воды скатывается по поверхности штабелей к его основанию /15/.
Согласно /9, 15, 46 /, предварительное увлажнение уменьшает пылеобразование различных марок углей на 50.. .70%.
Предварительное увлажнение применимо для большинства руд, углей, железорудного концентрата, серного колчедана, допускаемая влажность которых лежит в пределах 6.. .10%.
Для повышения эффективности гидрообеспыливания (особенно гидрофобных пылящих материалов) к воде добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ), улучшающие смачивание частиц пыли / 1, 19, 31, 99, 103 /.
Добавки ПАВ (смачиватели) к воде снижают её поверхностное натяжение и улучшают смачивание за счет адсорбции поверхности частиц. Концентрация смачивателей должна быть в пределах 1...2% . В качестве смачивателей на практике применяют различные мыла (техническое, натровое, канифольное и др.) и молекулярно-растворимые смачиватели (ДБ, ПО-7, ПО-10). Добавка к воде 1% вещества ДБ при увлажнении углей повышает эффективность пылеподавления на 11.. .40% / 76, 99 /.
К недостаткам предварительного увлажнения груза водой и водой с добавками ПАВ относятся: необходимость, большого количества смачивающей жидкости для снижения пылеобразования до значений ПДК пыли в воздухе; увеличение объемной плотности перегружаемого материала; непригодность применения для снижения пылеобразования гидрофобных пылящих материалов; невозможность применения при превышении допустимых пределов влажности груза и отрицательных температурах; необходимость многократного предварительного увлажнения материала из-за интенсивного испарения воды в летние месяцы навигационного периода.
При химическом способе закрепления осуществляют обработку пылящей поверхности вяжущими составами с получением или монолитного покрытия, или оструктурируя пылящие поверхности. Для этих целей применяют водные высококонцентрированные растворы гигроскопических солей, битумы и их эмульсии, сырую нефть, органические пылесвязывающие покрытия /6, 12,25,41,64/.
Применение водных высококонцентрированных растворов гигроскопических солей (хлористый кальций, гидроокиси кальция и др.), а также использование их в твердом виде, основано на том, что они в периоды повышенной относительной влажности воздуха (особенно в ночные часы) адсорбируют атмосферную влагу и тем самым смачивают пылеобразующие слои открытых поверхностей. Применение гигроскопических солей при отрицательных температурах, в виде раствора высокой концентрации (25...40%) понижает температуру их замерзания. Вместе с тем эти растворы проявляют сильное коррозирующее действие на металлы и отрицательно сказываются на эксплуатации погрузочных, транспортных средств и коммуникаций открытых складов портов.
Применение битумов и их эмульсий ограничено высокой температурой затвердевания битума. Топочные мазуты имеют высокую температуру замерзания (-4...-15 С). Кроме этого, битумы и топочные мазуты имеют довольно высокое содержание серы (до 3,5%) / 94 /.
Использование в качестве пленочных покрытий сырой нефти с возрастанием пожароопасности. Кроме этого ухудшаются условия труда из-за выделения вредных летучих компонентов / 82 /.
Органические пылесвязывающие покрытия представляют собой макромолекулярные вещества, обладающие гидрофобными свойствами. К ним относят силикон, полихлорвинил, полиэтилен, полипропилен, минеральные масла, растворы различных смол и глицерина, эмульгированная вода, смолянистые материалы различных эмульсий, смеси воды и технических масел и полутвердых пленок на основе битуминозных веществ / 78, 82 /.
Однако их недостатком, в большинстве случаев, является сложность применения в чистом виде, а приготовление с добавкой воды повышает влажность материала.
Кроме этого, подача и выдача грузов с портовых открытых складов особенно с оперативных осуществляется постоянно, что приводит к нарушению пылезащитных покрытий, которые необходимо восстанавливать.
Исследования на моделях взаимного влияния скоростей и направлений ветровых потоков на пылеунос груза и запыленность воздуха
Исследования проводились на моделях штабелей с поперечным сечением в форме призмы и обелиска, выполненых в масштабе ке = 100. Длина обоих штабелей - 800мм (остальные размеры см. табл. 4.1). Роль сетчатых укрытий выполняла синтетическая сетка, имеющая коэффициент скважности 0,56. Структура сетки состоит из цилиндрических волокон с размером ячеек 4x4 мм.
Методика проведения данных исследований заключалась в следующем. На модель штабеля без груза и сетчатого укрытия направлялся ветровой поток скоростью 5 и 10 м/с вдоль оси штабеля и поперек. Для создания ветрового потока использовалась воздуходувка марки СКМ-АС2. Значения скоростей ветровых потоков определялись с помощью цифрового анемометра марки . Продолжительность каждого замера - 3 минуты. Повторяемость каждой серии замеров - пятикратная. Затем аналогичные замеры проводились на модели штабеля без груза, но снабженного сетчатым укрытием.
На рис. 4.6 представлена схема точек замеров скорости ветрового потока для штабелей без сетчатого укрытия, а на рисунке 4.7 схема точек замеров скорости ветрового потока для штабелей с сетчатым укрытием.
Результаты исследований по определению поля скоростей при взаимодействии ветрового потока на модели штабелей без сетчатого укрытия и с сетчатым укрытием приведены в табл. 4.12 и табл. 4.13 .
Из данных табл. 4.12 и 4.13 следует, что: - при воздействии ветрового потока 5 м/с на модели штабелей с сетчатыми укрытиями, данные укрытия снижают скорости внутри периметра укрытия на 55% при продольном направлении ветрового потока и на 60% при поперечном направлении ветрового потока; - при воздействи ветрового потока 10 м/с на модели штабелей с сетчатыми укрытиями, данные укрытия снижают скорости внутри периметра укрытия на 56% при продольном направлении ветрового потока и на 74% при поперечном направлении потока; - с увеличением скорости ветрового потока с 5 до 10 м/с эффективность сетчатых укрытий по снижению скоростей внутри периметра укрытия возрастает на 2% при продольном направлении ветрового потока и на 23% при поперечном направлении потока. Более наглядно это видно на рис. 4.8 и 4.9 , на которых представлены поля скоростей при продольном и поперечном воздействии ветрового потока 5 и 10 м/с на модели штабелей.
Анализ результатов выполненных исследований позволяет делать следующие выводы:
1) сетчатые укрытия, расположенные по периметру штабеля открытого склада эффективно снижают скорости внутри периметра укрытия, что очевидно приводит к снижению как запыленности воздуха так и размера пылеуноса груза, хранящегося на складе;
2) эффективность сетчатых укрытий по снижению скоростей внутри периметра укрытия возрастает с увеличением скорости ветрового воздействия;
3) для разработки конструкции сетчатых укрытий для штабелей открытых складов необходимо провести дополнительные исследования по определению оптимальных высоты сетчатого укрытия и его расположения относительно штабеля склада.
Исследования по определению оптимальных высоты сетчатого укрытия и его расположения относительно штабеля склада приведены в п. 4.4.2.
Исследования на моделях влияния расположения сетчатых укрытий относительно штабеля открытого склада на пылеунос и запыленность воздуха Целью исследований является оценка эффективности снижения запыленности воздуха и пылеуноса сетчатыми укрытиями с поверхности штабеля открытого склада. Задачами исследований являются: 1) определение оптимального расстояния между сетчатым укрытием и боковыми и торцевыми поверхностями штабеля склада; 2) определение оптимальной высоты сетчатого укрытия.
Методика проведения данных исследований аналогична методике исследования процесса пылеуноса и запыленности воздуха (см. п.4.1).
Исследования проводились на моделях штабелей с поперечным сечением в форме призмы и обелиска, которые были выполнены в масштабе к =100.
В качестве груза применялся уголь марки АШ с влажностью 0,5%. Роль сетчатых укрытий выполняла синтетическая сетка, имеющая коэффициент скважности 0,56. Структура сетки состоит из цилиндрических волокон с размерами ячеек 4x4 мм.
На рис. 4.10 представлена схема точек отбора проб воздуха на запыленность для модели штабеля с поперечным сечением в форме призмы, снабженного сетчатым укрытием по периметру штабеля с различными расстояниями «А».
Общий вид лабораторного оборудования для исследования эффективности сетчатых укрытий представлен на рис. 4.11.
Схема точек отбора проб воздуха на запыленность для модели штабеля с поперечным сечением в виде призмы, снабженного сетчатым укрытием по периметру штабеля с различными расстояниями «А».
Для определения оптимального расстояния между сетчатым укрытием и боковыми и торцевыми поверхностями штабеля высота сетчатого укрытия принималась постоянной и составляла 130 мм.
Результаты исследований влияния расстояния между сетчатым укрытием и боковыми и торцевыми поверхностями штабеля склада при различных направлениях и скоростях ветрового потока на запыленность воздуха представлены в табл. 4.14.
