Визначення закономірностей поширення аероіонів у приміщеннях зі штучною іонізацією повітря

Автор(и)

  • Лариса Олексіївна Левченко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0002-7227-9472
  • Наталія Борисівна Бурдейна Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-2812-1387
  • Валентин Анатолійович Глива Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Україна https://orcid.org/0000-0003-1257-3351
  • Наталія Вікторівна Касаткіна Національний університет харчових технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-6905-7502
  • Микола Миколайович Біляєв Український державний університет науки і технологій, Україна https://orcid.org/0000-0002-1531-7882
  • Вікторія Віталіївна Біляєва Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара, Україна https://orcid.org/0000-0001-9987-6384
  • Оксана Миколаївна Тихенко Національний авіаційний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-6459-6497
  • Тетяна Броніславівна Петруньок Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-3261-3296
  • Яна Ігорівна Бірук Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-3669-9744
  • Олег Ігоревич Богатов Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-7342-7556

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285967

Ключові слова:

якість повітря у приміщенні, штучна іонізація, моделювання поширення аероіонів, концентрація аероіонів

Анотація

Об’єкт дослідження – динаміка поширення аероіонів у приміщеннях від джерела штучної аероіонізації повітря за різних вихідних умов. Наразі існує проблема поширення аероіонів у приміщенні з забезпеченням нормативних концентрацій в усіх критичних зонах. Ефективним методом забезпечення належних концентрацій аероіонів є моделювання їх поширення від джерел іонізації. Вдосконалено існуючі підходи до розрахунку динаміки аероіонів обох полярностей. На відміну від відомих рішень, враховано вплив на їх концентрації електростатичного поля та взаємодію аероіонів із завислими частинками.

Створено модель поширення аероіонів у приміщеннях зі штучною іонізацією повітря та засади її чисельного моделювання. Застосування в аеродинамічній моделі замість рівняння Нав’є-Стокса рівняння Лапласа для потенціалу швидкості потоку дозволило створити інструмент «ION 3D», який зменшує час реалізації одного сценарію від кількох годин до 7 секунд. Проведено моделювання поширення аероіонів обох полярностей у приміщенні за різних вихідних умов. Реалізовано двовимірну та тривимірну модель з їх візуалізацією. Особливістю отриманих моделей є те, що вони дозволяють визначити концентрації аероіонів у будь-якому перерізі приміщення за трьома координатами. За рахунок цього швидке перебирання варіантів вихідних даних дозволяє досягти нормативних значень концентрацій аероіонів у зоні дихання людини – більше 500 см-3 кожної полярності. Моделювання дозволяє спроектувати приміщення, у якому за умови штучної іонізації повітря забезпечуються концентрації аероіонів, близькі до оптимальних значень – 3000–5000 см-3

Біографії авторів

Лариса Олексіївна Левченко, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Доктор технічних наук, професор

Кафедра цифрових технологій в енергетиці

Наталія Борисівна Бурдейна, Київський національний університет будівництва і архітектури

Кандидат педагогічних наук, доцент

Кафедра фізики

Валентин Анатолійович Глива, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Доктор технічних наук, професор

Кафедра охорони праці, промислової та цивільної безпеки

Наталія Вікторівна Касаткіна, Національний університет харчових технологій

Доктор технічних наук, завідувачка відділу

Відділ докторантури та аспірантури

Микола Миколайович Біляєв, Український державний університет науки і технологій

Доктор технічних наук, професор

Кафедра «Гідравліка та водопостачання та фізика»

Вікторія Віталіївна Біляєва, Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра аерогідромеханіки та енергомасопереносу

Оксана Миколаївна Тихенко, Національний авіаційний університет

Доктор технічних наук, професор

Кафедра екології

Тетяна Броніславівна Петруньок, Київський національний університет будівництва і архітектури

Кандидат педагогічних наук, доцент

Кафедра фізики

Яна Ігорівна Бірук, Київський національний університет будівництва і архітектури

Асистент

Кафедра фізики

Олег Ігоревич Богатов, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра метрології та безпеки життєдіяльності

Посилання

  1. Wallner, P., Kundi, M., Panny, M., Tappler, P., Hutter, H.-P. (2015). Exposure to Air Ions in Indoor Environments: Experimental Study with Healthy Adults. International Journal of Environmental Research and Public Health, 12 (11), 14301–14311. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph121114301
  2. Standard of Building Biology Testing Methods: SBM–2015. Institut für Baubiologie +Ökologie IBN. Available at: https://buildingbiology.com/site/downloads/standard-2015-englisch.pdf
  3. Bolibrukh, B., Glyva, V., Kasatkina, N., Levchenko, L., Tykhenko, O., Panova, O. et al. (2022). Monitoring and management ion concentrations in the air of industrial and public premises. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (115)), 24–30. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.253110
  4. Sukach, S., Kozlovs’ka, T., Serhiienko, I., Khodakovskyy, O., Liashok, I., Kipko, O. (2018). Studying and substantiation of the method for normalization of air­ionic regime at industrial premises at the ultrasonic ionization of air. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (94)), 36–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.141060
  5. Noakes, C. J., Sleigh, P. A., Beggs, C. B. (2007). Modelling the air cleaning performance of negative air ionisers in ventilated rooms. Proceeding of the 10 th Int. Conference on Air Distribution in Rooms. Helsinki. Available at: https://www.researchgate.net/publication/303547423_Modelling_the_air_cleaning_performance_of_negative_air_ionisers_in_ventilated_rooms
  6. Mayya, Y. S., Sapra, B. K., Khan, A., Sunny, F. (2004). Aerosol removal by unipolar ionization in indoor environments. Journal of Aerosol Science, 35 (8), 923–941. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaerosci.2004.03.001
  7. Belyaev, N. N., Tsygankova, S. G. (2015). Matematicheskoe modelirovanie aeroionnogo rezhima v pomeschenii pri iskusstvennoy ionizatsii vozdukha. Stroitel'stvo. Materialovedenie. Mashinostroenie. Seriya: Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti, 83, 40–46. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/smmbz_2015_83_8
  8. Magnier-Bergeron, L., Derome, D., Zmeureanu, R. (2017). Three-dimensional model of air speed in the secondary zone of displacement ventilation jet. Building and Environment, 114, 483–494. doi: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2017.01.003
  9. Hryhorenko, I., Hryhorenko, S., Zhuk, O. (2023). The use of correlation analysis in assessing the uncertainty of the influence of external factors on the result of thermal control of biological objects. Advanced Information Systems, 7 (1), 66–70. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2023.1.11
  10. Iskandarov, N. (2022). Effect of ambient temperature on thermodynamic temperature measurements. Advanced Information Systems, 6 (3), 48–52. doi: https://doi.org/10.20998/2522-9052.2022.3.07
  11. TCO’03 Displays Flat Panel Displays Ver. 3.0 (2005). Available at: http://poradme.se/images/d/d7/Tco03.pdf
Визначення закономірностей поширення аероіонів у приміщеннях зі штучною іонізацією повітря

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Левченко, Л. О., Бурдейна, Н. Б., Глива, В. А., Касаткіна, Н. В., Біляєв, М. М., Біляєва, В. В., Тихенко, О. М., Петруньок, Т. Б., Бірук, Я. І., & Богатов, О. І. (2023). Визначення закономірностей поширення аероіонів у приміщеннях зі штучною іонізацією повітря. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(10 (124), 6–14. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285967

Номер

Розділ

Екологія