Теоретичні дослідження опору дихання фільтрувального респіратора на циклічному потоці повітря

Abstract

Визначення теоретичної залежності для розрахунку перепаду тиску фільтрувальних респіраторів на пульсуючому потоці повітря. До процесу дослідження ламінарного руху газу у пористому середовищі використовували спрощені рівняння Нав’є-Стокса у формі Ейлера з урахуванням фіктивних масових сил опору Жуковського. Встановлено, що розподіл тиску на фільтрувальному елементі респіратора, зі збільшенням фази вдиху, стає більш нерівномірний за рахунок виключення частини площі півмаски й нерівномірності щільності упакування волокон. Визначені фактори, які впливають на рівномірність розподілу повітряного навантаження за висотою респіратора. Визначено рівняння руху повітря через фільтрувальний елемент респіратора під час дихання з урахуванням об’ємів дихання. Встановлено залежність перепаду тиску від щільності упакування волокон, що дозволить забезпечити мінімальний опір диханню при різних режимах дихання.

Determining the theoretical dependence for calculating the pressure drop filter respirator for pulsating air flow. The process of research laminar gas flow in porous media using simplified Navier-Stokes equations in the form of Euler given fictitious mass forces of resistance Zhukovsky. It was established that the distribution of pressure on the respirator filter element, with increasing inspiratory phase becomes more unequal due to the exclusion of the area half mask and uneven packing density the fibers. The factors affecting the even distribution of load height air respirator. Defined equations of motion air through the filter element during respiration respirator considering the volume a breathing. The dependence between the coefficient of permeability and porosity of the filter layer that allows for maximum efficiency protective filter respirator due to a uniform distribution of air filter loading height half mask at different frequency breathing. Rational indices porosity filter layer to ensure minimal pressure drop for the dust mask are in the range of 0.4 - 0.5.