Coal Dust Emission Problem

Abstract

1* Каф. «Гидравлика и водоснабжение», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днипро, Украина, 49010, тел. +38 (056) 273 15 ПРОБЛЕМА УНОСА УГОЛЬНОЙ ПЫЛИЦель. В работе необходимо провести разработку 2D численных моделей для прогноза загрязнения атмо-сферы при транспортировке сыпучих грузов в железнодорожном вагоне, а также способа защиты окружаю-щей среды и примагистральных территорий от уноса пыли из полувагонов за счет установки воздушных завес. Методика. Для решения поставленной задачи разработаны численные модели, основанные на приме-нении уравнений движения невязкой несжимаемой жидкости и массопереноса. Для численного интегриро-вания уравнения транспорта загрязнителя использовалась неявная разностная схема. Для численного интег-рирования 2D уравнения для потенциала скорости применяется метод суммарной аппроксимации. Разрабо-танные численные модели составляют основу созданного пакета прикладных программ. На основе постро-енных численных моделей проведен вычислительный эксперимент по оценке уровня загрязнения атмосферы при уносе угольной пыли из полувагона и наличии воздушной завесы. Результаты. Разработаны 2D численные модели, которые относятся к классу «diagnostic models». Данные модели учитывают основ-ные физические факторы, влияющие на процесс рассеивания пылевых загрязнений в атмосфере при транс-портировке сыпучих грузов. Разработанные численные модели позволяют рассчитывать процесс уноса пыли с учетом применения воздушной завесы, установленной на полувагоне. Они требуют небольших затрат ком-пьютерного времени при практической реализации на компьютерах малой и средней мощности. Выполнены расчеты по определению концентрации загрязнителя и формирования зоны загрязнения вблизи вагона с сы-пучим грузом в масштабе «microscale» с учетом воздушных завес. Научная новизна. Созданы 2D числен-ные модели, позволяющие учесть существенные факторы, влияющие на процесс рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере, и формирование зоны загрязнения при перевозке сыпучих грузов железнодорожным транспортом. Разработан способ защиты атмосферы от загрязнения при сносе сыпучих грузов с железнодорожного вагона, который основан по принципу воздушной завесы. Практическая значимость. Рассмотрены эффективные численные модели, которые могут быть применены при разработке мероприятий по охране окружающей среды при эксплуатации железнодорожного транспорта. Предложенные модели по-зволяют рассчитать 2D гидродинамику ветрового потока, с учетом установленной воздушной завесы, и про-цесс массопереноса вредных веществ в атмосфере.Ключевые слова: загрязнение атмосферы; полувагон; перевозка сыпучих грузов; численное моделирова-ние; воздушная завеса 17