Читать книгу Сборник авторских физико-технических идей и решений в области очистки и предотвращения загрязнений в технических системах - Группа авторов - Страница 5

В производственных, лабораторных и мастерских помещениях с высокой концентрацией пыли, аэрозолей, дыма, лёгких химических взвесей и микрочастиц существует устойчивая проблема зон застоя – малоподвижных или «мертвых» участков воздуха, в которых загрязнители зависают в течение длительного времени. Классические системы принудительной вентиляции (вытяжные вентиляторы, фильтровальные агрегаты, местные отсосы) работают локально и не обеспечивают объёмный подъем загрязнённого воздуха в вертикальном направлении.

Предлагаемое решение

Предлагается принципиально новый способ очистки воздуха в помещении за счёт удаления взвесей с помощью высокоэнергетических, последовательно формируемых вихревых тороидальных структур, распространяющихся вертикально – от пола к потолку.

Способ основывается на одном из необычных эффектов, связанных с движением вихревого кольца. Рассмотрим его на примере следующей временной диаграммы.

Рис. № 9. Временная диаграмма формирования вихревого кольца.

Где t1 – время распространения отдельного первичного вихре образующего потока.

При линейном движении, после сформирования, кольцо с обратной стороны затягивает (всасывает) окружающий воздух к оси движения. На временной диаграмме показаны синими стрелками.

Следующее вихревое кольцо выносит затянутый воздух к оси движения после предыдущего кольца. Движущееся линейно вихревое кольцо (тороид) является объёмным, бес корпусным вихревым насосом. Вихревое кольцо (тороид) в классическом исполнении представляет собой – само выворачивающийся наружу бублик из центральной оси распространения.

Само выворачивающийся бублик в этом случае можно сравнить с поршнем компрессора, а неподвижный объём воздуха вокруг бублика при движении последнего – с цилиндром, в котором движется поршень (вихревой бублик).

Практические работы подтверждают работу вихревого кольца в качестве объёмного бес корпусного вихревого насоса.

Концепция и конструкция

Система состоит из:

– Источника сжатого воздуха (компрессора с ресивером),

– Быстродействующего воздухораспределительного клапана,

– Противопоточного генератора вихревых тороидов (работающего аналогично усиленному «ящику Вуда», но с направленной геометрией потока),

– Выходного вертикального канала (трубы, воздуховода) – служащего путём удаления газа за пределы помещения.

Рис. № 10. Схема реализации способа троидально-вихревой очистки помещений от взвесей и потенциально опасных веществ.

Принцип работы

– Порция воздуха с нужным импульсом поступает в генератор;

– За счёт специальной формы сопла и встречного отражённого потока формируется обратный ротационно-саморазворачивающийся тороид – вихревое кольцо;

– Кольцо создаёт зону разрежения за собой, втягивает примыкающий воздух, унося с собой взвешенные загрязнения;

– Через верхнюю зону помещения загрязнённая масса удаляется через выводной канал или рассеиватель;

– Новое кольцо формируется с заданным интервалом (например, каждые 1–2 секунды), обеспечивая серию синхронных воздушных волн, очищающих объём всего помещения.

Физическая модель

Тороид, направленный вверх, ведёт себя как поршень: