Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА
  • Численное моделирование системы общеобменной вентиляции сварочного цеха
  • УДК 622.4
    doi: 10.33622/0869-7019.2026.03.77-83
    Джин ХЕВЭЙ1,2, аспирант, jinhewei@yandex.ru
    Николай Степанович ПОНОМАРЕВ1, кандидат физико-математических наук, доцент, pnmrv17@mail.ru
    Александр Моисеевич ГРИМИТЛИН1, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры
    Лю ХАЙЯНЬ2, доктор технических наук, доцент, профессор, декан
    1 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ), 190005 Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4
    2 Хэнаньский университет городского строительства, ул. Longxiang, р-н New City, г. Пиндиншань, провинция Хэнань, Китай
    Аннотация. В работе исследуется оптимизация вентиляции крупных сварочных цехов для эффективного контроля сварочного аэрозоля. Образующиеся при сварке вдыхаемые частицы длительно сохраняются во взвешенном состоянии, представляя серьезную угрозу здоровью работающих. Традиционные системы общеобменной вентиляции в таких условиях характеризуются высоким энергопотреблением, низкой эффективностью и неспособностью охватить распределенные сварочные посты, при этом они недостаточны для достижения нормативных показателей и требуются дополнительные местные пылеулавливающие устройства или другие вспомогательные технические меры. На основе численного моделирования методом CFD разработаны и сравнены три схемы организации воздухообмена (схема "подача сверху-вытяжка внизу"; с фиксированным направлением потока; с изменяемым во времени направлением подачи) по показателям рассеивания дыма, структуры воздушных потоков и распределения концентраций загрязняющих веществ. Результаты могут служить основой для проектирования и оптимизации вентиляционных систем в крупных сварочных цехах.
    Ключевые слова: сварочный аэрозоль, крупные сварочные цеха, вентиляция, пылеудаление, CFD-моделирование, воздухораспределительные устройства
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Brand P., Lenz K., Reisgen U., Kraus T. Number size distribution of fine and ultrafine fume particles from various welding processes [Количественный и размерный состав мелких и ультрадисперсных частиц дыма, образующихся при различных процессах сварки]. Annals of Occupational Hygiene, 2013, vol. 57, no. 3, pp. 305-313.
    2. Шаптала В. В., Хукаленко Е. Е., Северин Н. Н., Гусев Ю. М. Устройства и процессы вентиляции при выполнении электросварочных работ // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2020. № 9. С. 21-29. doi: 10.34031/2071-7318-2020-5-9-21-29
    2. Shaptala V. V., Hukalenko E. E., Severin N. N., Gusev Yu. M. Ventilation devices and processes during electric welding operations. Vestnik BGTU im. V. G. Shuhova, 2020, no. 9, pp. 21-29. (In Russ.). doi: 10.34031/2071-7318-2020-5-9-21-29
    3. Khoshakhlagh A. H., Yazdanirad S., Saberi H. R., Liao P. C. Health risk assessment of exposure to various vapors and fumes in a factory of automobile manufacturing [Оценка риска для здоровья при воздействии различных паров и гари на заводе по производству автомобилей]. Heliyon, 2023, no. 9, e18583.
    4. Industrial ventilation: a manual of recommended practice for design [Промышленная вентиляция: руководство по рекомендуемой практике проектирования]. American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). 30th ed. Cincinnati, OH : ACGIH, 2019. 686 p.
    5. Zhai C. Energy consumption of intermittent ventilation strategies of different air distribution modes for indoor pollutant removal [Потребление энергии при использовании систем периодической вентиляции с различными режимами распределения воздуха для удаления загрязняющих веществ из помещений]. Journal of Building Engineering, 2023, vol. 69, pp. 106242.
    6. Kun Han, Jiawei Zhuang, Yongfa Diao et al. A numerical study on transport of dust particles accompanied by air gouging process and energy consumption in a circulating ventilation workshop [Численное исследование переноса частиц пыли, сопровождаемого процессом продувки воздухом, и энергопотребления в цехе циркуляционной вентиляции]. Journal of Building Engineering, 2024, vol. 92, pp. 109796.
    7. Qian J., Wang J., Liu H., Xu H. CFD modeling of ventilation and dust flow behavior in polishing and the design of an innovative wet dust removal system [CFD-моделирование процессов вентиляции и пылеулавливания при полировке и разработка инновационной системы мокрого пылеудаления]. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2020, vol. 17, pp. 6006.
    8. Дацюк Т. А., Уляшева В. М., Пухкал В. А., Верховский А. А. Влияние удельной вентиляционной характеристики офисных зданий на энергопотребление // Вестник гражданских инженеров. 2024. № 1(102). С. 73-83.
    8. Dacyuk T. A., Ulyasheva V. M., Puhkal V. A., Verhovskij A. A. Influence of specific ventilation characteristics of office buildings on energy consumption. Vestnik grazhdanskih inzhenerov, 2024, no. 1(102), pp. 73-83. (In Russ.).
    9. Cao Z., Bai Y., Wang Y. et al. Numerical study on the effect of buoyancy-driven pollution source on vortex ventilation performance [Численное исследование влияния источника загрязнения, управляемого плавучестью, на эффективность вихревой вентиляции]. Building and Environment, 2022, vol. 225, pp. 109634.
    10. Chen T., Cao S. J. Numerical study on the integrated effects of supplied air velocity and exhaust velocity on particles removal for industrial buildings [Численное исследование комплексного влияния скорости подаваемого воздуха и скорости выпуска отработавших газов на удаление частиц в промышленных зданиях]. Energy and Built Environment, 2021, vol. 2, pp. 380-391.
    11. Хевэй Д., Пономарев Н. С., Сон Я. П., Рогожина Т. С. Численное моделирование системы вентиляции сварочных цехов больших объемов // Вестник гражданских инженеров. 2024. № 1(102). С. 84-94.
    11. Hewei D., Ponomarev N. S., Son Ya. P., Rogozhina T. S. Numerical simulation of the ventilation system of large-volume welding workshops. Vestnik grazhdanskih inzhenerov, 2024, no. 1(102), pp. 84-94. (In Russ.).
    12. Zhao J., Feng Y., Bezerra M. et al. Numerical simulation of welding fume lung dosimetry [Численное моделирование легочной дозиметрии сварочного дыма]. Journal of Aerosol Science, 2019, vol. 135, pp. 113-129.
    13. Chen S. Research status of ventilation method in welding workshop [Исследование состояния метода вентиляции в сварочном цехе]. Advances in Social Science, Education and Humanities Research, 2017, vol. 117. doi:10.2991/icoss-17.2017.10
    14. Design code for heating, ventilation and air conditioning of welding workshops (JGJ 353-2017) [Технические требования к отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха сварочных цехов (JGJ 353-2017)]. Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China. Beijing, China Architecture & Building Press, 2017.
    15. Occupational exposure limits for hazardous substances in the workplace. Part 1. Chemical hazardous substances (GBZ 2.1-2019) [Пределы профессионального воздействия опасных веществ на рабочем месте. Ч. 1. Химические опасные вещества (GBZ 2.1-2019)]. People's Republic of China, Beijing, 2019.
    16. Liu F., Zhang T., Yang L., Long Z. An improved wall-mounted displacement ventilation system in a large-span machining workshop [Усовершенствованная настенная система объемной вентиляции в крупнопролетном цехе механической обработки]. Building Simulation, 2022, vol. 15, pp. 1943-1953.
    17. Poddaeva O. Result verification for numerical modeling of wind effects on unique buildings and structures [Проверка результатов численного моделирования ветрового воздействия на уникальные здания и сооружения]. Architecture and Engineering, 2024, no. 2(9), pp. 79-85.
    18. Elhennawi, E. M., Sameh H. S. H. Impact of breathing facades and biomimicry on ventilation and indoor air quality [Влияние дышащих фасадов и биомимикрии на вентиляцию и качество воздуха в помещениях]. Architecture and Engineering, 2025, vol. 10, no. 3, pp. 28-39.
  • Для цитирования: Джин Хевэй, Пономарев Н. С., Гримитлин А. М., Лю Хайянь. Численное моделирование системы общеобменной вентиляции сварочного цеха // Промышленное и гражданское строительство. 2026. № 3. С. 77-83. doi: 10.33622/0869-7019.2026.03.77-83

НАЗАД