Computational Modelling of Pollutant Dispersion in a Cotton Spinning Mill

• Autorzy: Brzozowska L. , Myrczek J.

Warianty tytułu

PL

Numeryczne modelowanie rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w hali przędzalni bawełny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a computational model of pollutant dispersion and its application to modelling dust dispersion in a cotton spinning mill. The purpose of this paper is to formulate a CFD model which enables us to define the indoor air movement corresponding to the geometry of the building and ventilation system applied. The transport and turbulence equations are solved by application of the finite volume method to their discretization. The ordinary differential equations, obtained by the discretization of PDEs describing the dispersion process, are solved using the decomposition method The numerical results obtained on the basis of software developed are compared with results from a Star-CD package (modelling of the air speed field). The calculations that have been carried out concern a particular cotton-spinning mill from the south of Poland. The results of numerical calculations are presented and verified by comparison with measurements. The regions of the plant with the highest concentration of pollutants are indicated. The method of calculation proposed is potentially a useful tool for the improvement of the ventilation system design process.

PL

W pracy przedstawiono model numeryczny dyspersji zanieczyszczeń, który zastosowano do analizy dyspersji pyłu w hali przędzalni bawełny. Celem pracy było sformułowanie modelu CFD pozwalającego na określenie ruchu powietrza wewnątrz hali z uwzględnieniem geometrii budynku oraz systemu wentylacyjnego. Do dyskretyzacji równań opisujących ruch powietrza jak i równania adwekcji-dyfuzji zastosowano metodę objętości skończonych. Równania różniczkowe zwyczajne otrzymane przez dyskretyzację cząstkowych równań różniczkowych opisujących proces dyspersji rozwiązano używając metody dekompozycji. Opracowano własny autorski pakiet programów, który został poddany weryfikacji poprzez porównanie z wynikami otrzymanymi przy użyciu komercyjnego pakietu STAR CD (modelowanie pola prędkości powietrza). Obliczenia wykonywano dla hali zakładu włókienniczego – przędzalni bawełny w południowej Polsce. Rezultaty obliczeń porównano z wynikami pomiarów. Wskazano obszary hali o największym stężeniu zanieczyszczeń. Zaproponowana metoda obliczeń może być użytecznym narzędziem w procesie projektowania systemów wentylacyjnych.

Słowa kluczowe

EN

air flow modelling; pollutant concentration; dispersion; cotton; spinning mill

PL

modelowanie przepływu powietrza; stężenie zanieczyszczeń; dyspersja; bawełna; przędzalnia

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 17, no. 5 (76)
• Strony: 106--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Brzozowska L.

• Faculty of Management and Computer Science, Department of Applied Computer Science, University of Bielsko-Biala, Bielsko-Biała, Poland

autor

Myrczek J.

• Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, Faculty of Materials and Environment Science, University of Bielsko-Biala, Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• 1. Abbott M.B. and Basco D.R.; Computational Fluid Dynamics – An introduction for Engineers: Longman Scientific& Technical, England, 1989.
• 2. Allard F. (ed.); Natural Ventilation in Buildings: A design Handbook: James and James (Science Publishers), London, 1997.
• 3. Application Report – USTER AFIS PRO.
• a. Common test results in Upland Cotton. What does the data mean?: Uster Technologies AG, Switzerland – 2004.
• 4. ASHRAE Handbook of Fundamentals Ch. 12; Air contaminants, American Society of Heating: Refrigeration and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, GA, 2001.
• 5. Awbi Hazim B.; Ventilation of Building, Second edition: Spon Press Taylor & Francis Group, London and New York, 2003.
• 6. Brzozowska L., Brzozowski K.; Computational Modelling of Car Pollutant Emission and Dispersion: Science Publishers “Śląsk”, Poland, 2003 (in Polish).
• 7. Brzozowska L., Brzozowski K. and Wojciech S.; Computational Modelling of Car Pollutant Dispersion: Science Publishers “Śląsk”, Poland, 2001.
• 8. BS 5925 Code of practice for; ventilation principles and designing for natural ventilation British Standards Institution: London 1991.
• 9. BSRIA Design guidelines for exhaust hoods. BSRIA Tech. Note TN 3/85, Building Services research and Information Association: Bracknell, UK. 1985.
• 10. CIBSE Guide B2 Ventilation and air conditioning, Chartered Institution of Building Services Engineers: London, 2001.
• 11. Dols W.S., Walton G.N. and Denton K.R.; CONTAMW 1.0 User Manual, National Institute of Standars and Technology: Gaithersburg, MD USA, 2000.
• 12. Gryboś R.; Principles of fluid mechanics: WN PWN, Warsaw, 1998 (in Polish).
• 13. Jia R., Sunden B.; Parallelization of a multi-blocked CFD code via three strategies for fluid flow and heat transfer analysis: Computers & Fluids, 33 (2004) pp. 57–80.
• 14. Klaja M., Młocek L.; Statement of investigation results of work environment in cotton spinning mill “Andropol S.A” – Laboratory of Environmental Protection: Andrychów, 2000 (in Polish).
• 15. Liddament M.W.; Air infiltration calculation techniques – an application guide, Air Infiltration and Ventilation Centre, International Network for Information on Ventilation, Brussels: Belgium, 1986.
• 16. Liddament M., Allen C.; The validation and comparison of mathematical models of air infiltration. Tech. Note AIC 11 Air Infiltration and Ventilation Centre. International Network for Information on Ventilation: Brussels, Belgium (www.aivc. org), 1983.
• 17. Lin Z., Jiang F., Chow T.T., Tsang C.F., Lu W.Z.; CFD analysis of ventilation effectiveness in a public transport interchange: Building and Environment, 41 (2006) pp. 254-261.
• 18. Marczuk G.I.; Mathematical modelling of the natural environment: PWN Warsaw, 1985 (in Polish).
• 19. Nielsen P.V.; Computational fluid dynamics and room air movement: Indoor Air, 14 (2004), (Suppl. 7) pp. 134–143, Denmark.
• 20. PN-73/B-03431, Mechanical ventilation in building. Requirements: Poland 1973 (in Polish).
• 21. Shaw C.T.; Using Computational Fluid Dynamics: Prentice Hall, 1992.
• 22. Star CD Methodology. Computational Dynamics Limited, 1998.
• 23. Uster® News Bulletin no 44: USTER®TESTER 5.
• 24. Zannetti P.; Air pollution modeling. Theories, computational methods and available software: Van Nostrand Reinhold, New York, 1990.