Публикации
Персональные воздухоочистители
Доказано, что в местах массового скопления людей рассеянные в воздухе аллергены и загрязняющие примеси неблагоприятно влияют на людей, уменьшая продуктивность их работы, увеличивая вероятность заражения болезнями в самолете, в классах школ, вызывают иногда вторичные инфекции в больницах. Одним из возможных выходов из такой ситуации является использование индивидуальных вентиляционных систем (сокращение по первым буквам – ИВС, а на английском PAVs personal air ventilation systems).
Учитывая, что большинство людей проводит основное время внутри помещений, необходимо найти решение, помогающее миллионам людей, страдающим от заразных болезней или подверженным аллергическим реакциям на примеси, содержащиеся в воздухе. Громоздкие напольные воздухоочистители зачастую не подходят для небольших и средних комнат, дороги и производят слишком много шума, потребляют много электроэнергии. Более того, находясь в больших помещениях, они влияют только на окружающий воздух, не затрагивая дальних частей комнаты. С другой стороны, маленькие переносные воздухоочистители обычно плохо справляются с очисткой от примесей и выделяют озон, как вторичный продукт фильтрации, который сам по себе является примесью.
Используя финансирование Сиракузкого Центра Искусств (Syracuse Center of Excellence) и Американского Агентства по защите окружающей среды (U.S. Environmental Protection Agency), компания Propulsive Wing LLC совместно с Университетом Сиракузы создало ИВС, революционно уменьшающий количество примесей и аллергенов и создающий чистый, свежий воздух. Это методика использует испускаемое человеком тепло для усиления эффективности
В последнее десятилетия все более возрастает интерес к беспилотным летательным аппаратам (сокращенно БПЛА на русском и UAV на английском).
Главной целью этого партнерства является поддержание лидирующего положения в техники разработки мячей компании Wilson. «Wilson давно понимает значение аэродинамики при разработке высококачественных мячей...
Для создания ИВС было использовано численное моделирование с помощью STAR-CCM+. Была промоделирована ситуация, когда человек работает за столом, к которому прикреплен воздухоочиститель. ИВС собирает излучаемый работающим теплый воздух, фильтрует его и выдает поток чистого воздуха в область подбородка человека. Для оптимизации конфигурации рассчитывались оба потока – внешний, обтекающий человека и внутренний, учитывающий дыхание.
Было промоделировано множество различных вариантов ИВС. Для того чтобы сократить время расчетов, упростить расчеты и сделать доступной параметрическую оптимизацию, вращающийся вентилятор ИВС моделировался с помощью простого граничного условия типа влет (inlet). Это позволило свести задачу к стационарной, значительно сократив время расчета. Сетка измельчалась в непосредственной близости к человеку, к его персонального компьютеру и при приближении к воздухоочистителю с тем, чтобы правильно описать исходящий поток воздуха и влияние собственного тепла от человека. Если воздухоочиститель выключен, теплый воздух от человека распространяется вверх. При этом, перед тем как попасть к человеку для дыхания, воздух поднимается от пола через область между человеком и столом – как раз здесь необходимо разместить ИВС, перед тем как воздух попадет в дыхательные пути человека.
Если воздухоочиститель включен, большая часть воздуха, попадающего в область дыхания человека, оказывается отфильтрована. Параметризованные расчеты были выполнены для оценки влияния скорости и угла выходящего из ИВС воздуха с тем, чтобы оптимизировать эффективность прибора и минимизировать его энергопотребление. Важной особенностью ИВС является слабое воздействие на естественное передвижение воздуха, что значительно уменьшает энергопотребление обычных приборов, диктующих движение воздуха в помещении.
Изучена также внутренняя аэродинамика потока воздуха внутри воздухоочистителя. Для оптимизации энергопотребления и размера ИВС особенно большое значение, как оказалось, играет взаимоотношение между размером вентилятора и скоростью воздуха, а также тип фильтра и его геометрия. Кроме того, помимо функции фильтрации, прибор должен быть достаточно удобен для использования в офисе: его интерфейс должен быть совместим с компьютером для контроля его характеристик и мониторинга работоспособности.
Прибор был протестирован в специальной лаборатории Сиракузского университета. По сравнению с обычным воздухом, очищенный содержит на 60% меньше примесей частиц в зоне, откуда производится вдох при дыхании. Энергопотребление ИВС менее 2,5 Ватт в час, управление основывается на среде Windows, имеются перезаряжаемые батареи и легкозаменяемые фильтры. Сконструировать такой прибор за год (в течение времени на финансируемый грант) без STAR-CCM+ невозможно. В проработке находится модификация, позволяющая осуществлять обогрев и охлаждение, увлажнение воздуха или его обезвоживание, а также некоторые другие свойства с тем, чтобы сделать комфортабельными работу в офисе и условия в путешествии.
очистки. Прибор является компактным, тихим и потребляет только 2 Ватта электроэнергии в час. Прикрепив такой ИВС к спинке переднего кресла или к откидывающемуся столику в салоне самолета, вы сможете наслаждаться легким свежим бризом отфильтрованного воздуха.
