XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

Введение. Источником отрицательных аэроионов служат аэроионизаторы, которые предназначены для насыщения помещения отрицательными аэроионами. Наличие отрицательных аэроионов регламентируется Санитарными Нормами [1,2] и должно строго соответствовать нормативным требованиям. Известно, что распределение концентрации аэроионов на расстояние от аэроионизатора в закрытом помещение описывается законом (рис. 1), согласно которому концентрация отрицательных аэроионов изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от проекции аэроионизатора на плоскости до р асчетной точки на этой плоскости [3,4]:

Рисунок 1 - Кривая распределение аэроионов на плоскости

Данный график не дает наглядного представления, как распределяется концентрация аэроионов по поверхности от двух и более источников аэроионов. Геометрическое моделирование поверхности распределения аэроионов от аэроионизаторов позволить выявить зоны аэроионного комфорта и дискомфорта в помещения с целью оптимизации размещения рабочих мест.

Цель исследования. Предлагается на основе полученных практических результатов исследования распределения концентрации аэроионов на плоскости [3] составить выражение для построения поверхности распределения аэроионов от нескольких источников аэроионов c последующим моделированием с помощью компьютерных специализированных программ.

Материал и методы исследования. Для построения кривых распределения аэроионов от аэроионизаторов применяются результаты исследований, полученные в работах [3,4]. Данные результаты могут служить для расчета количества и мощности источников аэроионов, которые необходимо установить в помещении.

Результаты исследования и их обсуждение. При аналитической обработке практических результатов исследования аэроионного распределения учитывалась только одна половина графика распределения, представленного на рисунке 1, так как данный график является симметричным. Аналитическая зависимость распределения концентрации аэроионов от расстояния для одного аэроионизатора описывается выражением [3]:

где a,b – коэффициенты, зависящие от мощности источника аэроионов.

Рассмотрим помещение с известными параметрами А и В (А – ширина, В – длина), в котором разместим один аэроионизатор N₁ (рис. 2). Через источники аэроионов проведем ось ОХ, а перпендикулярную ей ось (ширина помещения А) принимаем за ось ОУ. Расчетная точка, и нцидентная поверхности концентрации аэроионов имеет координаты А(х_А ; у_А).

Рисунок 2 – Схема размещения источников аэроионов в помещении

Расстояние от аэроионизатора N1 до расчетной точки А определяется по выражению:

где у₁- расстояние от начала координат до аэроионизатора по оси ОХ и по оси ОУ соответственно.

Подставляем выражения (2) в выражение (1) и получаем уравнение поверхности распределения аэроионов от аэроионизатора:

Полученное математическое выражения описание поверхностей концентрации аэроионов является основой для разработки алгоритмов компьютерной визуализации процесса распределения концентрации аэроионов от аэроионизаторов. Как частный случай на рисунке 3 представлены результаты гериатрического моделирования поверхности концентрации отрицательных аэроионов на основе разработанного алгоритма для одного аэроионизатора.

Рисунок 3 – Поверхность распределения аэроионов от одного аэроионизатора

Пространственная геометрическая модель распределения аэроионов позволяет анализировать аэроионное распределение в заданной зоне: определять зоны с повышенным и обедненным уровнем концентрации аэроионов. В таких зонах нахождение людей не желательно [5]. Также с помощью приведенного алгоритма моделирования можно прогнозировать процесс аэроионного распределения и тем самым самостоятельно создавать необходимый аэроионный режим в точно определенной зоне.

Выводы. Приведенный в статье алгоритм геометрического моделирования распределения аэроионов от аэроионизатора в виде поверхностей дает возможность определить значение концентрации отрицательных аэроионов в слое дыхания человека и тем самым обеспечивать заданный аэроионизационный режим в заданной среде.

Список литературы

1. Санитарно-гигиенические нормы допустимых уровней ионизации воздуха. «Гигиенические требования к аэроионному составу воздуха производственных и общественных помещений»: СанПиН 22.2.4.1294-03. М.: Минюст РФ. 2003. 10 с.

2. ТолкуновІ.О. Normalization of Working Conditions in Premises of Special Purpose Methods of Artificial Airionization.// Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. Vol. 1. No. 10., 2014. pp. 21-25.

3. СтроканьО.В., МалкінаВ.М. Моделюванняаероіонногорежимунаоб’єктахзіштучнимсередовищеміснування // Тематичнийзбірникнауковихпраць «Системиуправління, навігаціїтазв’язку». Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка. 2017. Випуск 2(42). С. 57-60.

4. Беляев Н.Н., Цыганкова С.Г. CFD моделирование аэроионного режима в рабочих зонах в условиях искусственной ионизации воздуха // Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. 2016. №1(61). С. 56-60.

5. Шумилин В.К., Кривенцов С.М. Аэроионизации воздуха рабочей зоны - эффективное средство оздоровления воздушной среды и повышения работоспособности персонала // Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационных систем" "радиоинфоком-2019". М.: МИРЭА - Российский технологический университет. 2019. С. 397-406.