Исследование аэродисперсных потоков методом интегрального светорассеяния тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

На правах рукописи

ЧАРТИЙ Павел Валикович

ИССЛЕДОВАНИЕ АЭРОДИСПЕРСНЫХ ПОТОКОВ МЕТОДОМ ИНТЕГРАЛЬНОГО СВЕТОРАССЕЯНИЯ

01.04.01 - ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

САНКТ - ПЕТЕРБУРГ 2004

Работа выполнена в Новороссийском Политехническом Институте (Филиале) Кубанского Государственного Технологического Университета.

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук,

профессор Привалов В.Е.

Научный консультант: кандидат технических наук Шеманин В.Г.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Фофанов Я.А. кандидат технических наук Смирнов ЕА

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный университет (СП6ТУ)

Защита диссертации состоится */С*г декабря 2004 г. в I О часов на заседании диссертационного совета Д002.034.01 при Институте аналитического приборостроения РАН по адресу: 190103, Санкт-Петербург, Рижский проспект, 26

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института Аналитического Приборостроения РАН.

Автореферат разослан ноября 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат физико-математических наук

Общая характеристика работы

Настоящая работа, выполненная автором в 1985 - 2004 годах, посвящена разработке методов оптического зондирования аэрозольных частиц в воздушном потоке, которые необходимы для контроля параметров таких потоков, как в различных аэрозольных технологиях, так и в охране окружающей среды. Выполнено численное моделирование замкнутого аэродисперсного потока, позволившее создать специальный пылевой стенд и выполнить на нем экспериментальное моделирование потоков с параметрами, адекватными промышленным потокам. Проведенные исследования аэродисперсного потока реального цементного аэрозоля методом интегрального светорассеяния (МИСР) позволили получить оценки предельных возможностей этого метода и оптимальные методы его реализации в промышленных условиях.

Актуальность темы. Течение газа или жидкости с взвешенными в них дисперсными частицами находит или уже нашло практическое применение в деятельности человека. Аэродисперсные потоки широко используются как в различных технологиях, так и играют важную роль в науках о жизни и экологии. Для описания поведения таких потоков широко используются законы динамики гетерофазных сред. Физика таких потоков очень сложна и их описание включает большое число экспериментальных зависимостей и параметров. Поэтому только экспериментальные методы могут дать необходимые сведения о таких средах.

Все экспериментальные методы можно разделить на два больших класса - бесконтактные и зондовые методы. Бесконтактные методы сегодня являются наиболее перспективными, так как их основное преимущество перед зондовыми - отсутствие возмущений исследуемого потока. Применимость зондовых методов для диагностики высокотемпературных потоков вообще представляется проблематичной.

Бесконтактные методы объединяют три группы, различающиеся по длине волны и с п излучения - оптические, рентгеновские и

радиоактивные. Мощным импульсом для широкого внедрения оптических бесконтактных методов и разработки новой измерительной техники стало создание новой оптической и электронной элементной базы и широкое использование компьютерной техники.

Из всего многообразия методов и систем для исследования аэрозольных потоков для решения проблемы измерения массовых концентраций частиц реального цементного аэрозоля в воздушном потоке в технологических условиях или условиях рассеяния в атмосфере были выбраны два оптических метода - МИСР и метод спектральной прозрачности (МСП).

Проведенный анализ состояния этой проблемы показывает, что применяемые для измерения концентраций аэрозольных частиц в потоках устройства и методы требуют детального исследования их метрологических характеристик и влияния на них условий эксплуатации. Проведение таких исследований позволит уменьшить погрешность измерений и повысить их достоверность, а применение непрерывных автоматизированных МИСР-измерителей увеличить производительность при контроле воздушных потоков цементных частиц и найти новое применение в диагностировании состояний пылегазоочистного оборудования (ПГО) на предприятиях цементной отрасли.

Цель работы. Общей целью настоящей работы было определение предельных возможностей МИСР и выбор путей его оптимальной реализации.

Для этого необходимо решение следующих задач:

- выполнить теоретический анализ проблемы измерения концентрации частиц в аэрозольных потоках оптическими методами,

- провести численное моделирование аэродисперсного потока и создать на его основе специальный пылевой стенд для проведения на нем исследования модельных объектов и потоков реального цементного аэрозоля,

- провести теоретические и экспериментальные исследования для создания экспериментальной установки на основе пылевого стенда и МИСР-измертителя для измерения индикатрисы рассеяния в аэродисперсных потоках,

- разработать и реализовать оптимальные алгоритмы процесса измерения,

- выполнить анализ полученных результатов и их оценку,

-провести анализ возможности применения МИСР-измерителя для

диагностирования ПГО в промышленных условиях.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. МИСР может быть выбран как наиболее оптимальный метод измерения массовой концентрации полидисперсных цементных частиц в воздушных потоках, благодаря своей высокой чувствительности и возможности работы в реальных промышленных условиях.

2. Широкий диапазон размеров частиц реального цементного аэрозоля, их концентраций в промышленных потоках, неправильная форма частиц и их геометрическая неоднородность, склонность к агрегированию не позволяют выполнить корректные теоретические расчеты индикатрисы рассеяния, а исчерпывающих результатов экспериментальных исследований недостаточно. Поэтому необходимо провести экспериментальные исследования предельных возможностей МИСР для измерения массовой концентрации цементных аэрозолей в промышленных потоках.

3. Моделирование промышленных аэрозольных потоков в пылевом стенде, построенном по замкнутой схеме, является оптимальным по сравнению с другими методами.

4. Непрерывное дозирование не позволяет обеспечить в таком стенде с замкнутым газоходом управление концентрацией и размерами полидисперсного аэрозоля. Поэтому оптимальным решением такой задачи является импульсная генерация аэрозольного материала в воздушный поток и проведение измерений на участке релаксационного спада концентрации.

Полученные на разработанном стенде результаты измерений концентрации гравиметрическим методом согласуется с расчетными значениями в течение 700 с после импульса генерации аэрозоля в поток, или, что то же самое, в пределах спада концентрации от 104 до 102 мг/м3, что подтверждает корректность модели.

5. МИСР позволяют регистрировать концентрации цементного аэрозоля до нескольких десятков тысяч мг/м3. Причем оптимальные углы рассеяния для реального цементного аэрозоля лежат в диапазоне 85-150 градусов.

6. Обосновано применение МИСР-измерителей для технического диагностирования ПГО в реальном времени, что значительно повышает эксплуатационную надежность и эффективность ПГО.

7. Выполненные расчеты показали, что оснащение ПГО такими измерителями может позволить в несколько раз сократить выбросы аэрозолей в атмосферу и тем самым улучшить экологическую обстановку.

Основные положения, выносимые на защиту.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Численное и экспериментальное моделирование показало, что процесс релаксационного спада концентрации частиц полидисперсного аэрозоля размером от 1 до 100 мкм после их импульсной генерации в замкнутый воздушный поток может быть использован для создания аэродисперсных потоков необходимых для их исследования с помощью МИСР.

2. Развитый в диссертации оригинальный подход к использованию импульсной модуляции и двойного синхронного детектирования обеспечивает повышение отношения сигнал/шум более, чем в 2-10 раз по сравнению с традиционным методом амплитудного детектирования.

3. Анализ и экспериментальные исследования индикатрисы рассеяния полидисперсными частицами реального цементного аэрозоля на специальной установке, состоящей из пылевого стенда и измерителя на основе МИСР, показали, что концентрации частиц могут быть измерены в

реальных промышленных условиях по амплитудным параметрам индикатрисы в области углов рассеяния 85 - 150 градусов на длине волны 950 нм зондирующего излучения.

Приоритет результатов. Основные результаты, по которым сформулированы научные положения, получены впервые.

Апробация результатов работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- Конференции «Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов». (Пенза, 1991);

- Международном Аэрозольном Симпозиуме IAS-3 (Москва, 1996 г.);

- Международной Конференции «Оптика в экологии» (Санкт-Петербург, 1997 г.);

- Научно-технической Конференции «Лазерная технология и средства ее реализации-97» (Санкт-Петербург, 1997 г.);

- Конференции «Лазеры. Измерения. Информация» (Санкт-Петербург, в 2000,2002 и 2004 гг.);

Конференции «Лазеры для медицины, биологии и экологии» (Санкт-Петербург, в 2000,2001, 2002 и 2004 гг.);

Второй научно-технической Конференции «Проблемы технической коммерческой эксплуатации транспорта» (Новороссийск, 14-16 июня, 2001 г.);

Международных Конференциях «Прикладная оптика» (Санкт-Петербург, в 2002,2004 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 40 работ, в том числе 2 авторских свидетельства на изобретения, 14 статей, 21 доклад и тезис на конференциях, 5 отраслевых руководящих документов.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, и списка цитируемой литературы. Объем

диссертации составляет 143 страницы машинописного текста, в том числе 11 таблиц, 25 рисунков. Список литературы содержит 123 наименования.

Практическая значимость результатов.

Практическая значимость результатов состоит в следующем:

1. Проведенный анализ методов оптического зондирования воздушных потоков аэрозольных частиц позволил выбрать МИСР в качестве оптимального и определить его потенциальные возможности.

2. Экспериментальные исследования аэродисперсного потока с помощью МИСР подтвердили применимость такого метода для воздушных потоков частиц реального цементного аэрозоля.

3. Показано, что метод экспериментального моделирования аэродисперсных потоков полидисперсного аэрозоля на основе процесса релаксационного спада концентрации аэрозольных частиц после их импульсной генерации в замкнутом контуре специального пылевого стенда является оптимальным.

4. Разработан и изготовлен экспериментальный макет МИСР-измерителя массовой концентрации твердых частиц полидисперсного аэрозоля в воздушном потоке в диапазоне от единиц до нескольких десятков тысяч мг/м3, построенный на основе метода интегрального светорассеяния. При этом отношение сигнал/шум на входе составляет 1/600, а на выходе 370/1. Макет позволяет с помощью специальной экспериментальной установки, собранной на базе пылевого стенда проводить исследования реальных воздушных потоков с помощью МИСР и МСП, в том числе и экспериментальное определение индикатрисы рассеяния.

5. Разработаны рекомендации по использованию МИСР-измерителя в промышленных условиях, в том числе и для оперативного диагностирования технического состояния ПГО, позволяющего повысить его эксплуатационную надежность и эффективность и тем самым снизить реальные выбросы в атмосферу в несколько раз.

6. Созданы методические и нормативные документы, регламентирующие исследования по определению эксплуатационной надежности пылеулавливающего оборудования и обеспечения ее требуемого уровня.

7. Ряд разработанных в ходе исследований устройств и блоков могут иметь самостоятельное практическое применение, в частности:

пылевой стенд и импульсный генератор аэрозольных частиц в воздушном потоке, позволяющий создавать концентрации реальных полидисперсных аэрозолей до нескольких десятков тысяч мг/м3,

МИСР-измеритель для определения концентрации аэрозоля в

потоке,

приемно-усилительный блок, реализующий двойное синхронное детектирование слабых оптических сигналов,

автоматический аттенюатор с выбором диапазонов, экспериментальная установка для проведения измерений индикатрисы рассеяния оптического излучения на аэрозольных частицах в воздушном потоке,

- излучатель с управляемой формой оптического сигнала,

- фотоприемное устройство с блоками питания,

удовлетворяющие предъявляемым к ним требованиям и имеющие высокие технические показатели. Они могут найти применение, как для самих исследований, так и для решения технологических задач.

8. Разработанный и изготовленный МИСР-измеритель был применен для контроля промышленных воздушных потоков цементного производства после ПГО перед выбросом в атмосферу с регистрацией сигнала самопишущими приборами, установленными от измерителя на расстояния до нескольких сот метров, причем оптимальное время интегрирования сигнала составило от нескольких десятков секунд до нескольких минут.

Основное содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность задачи, рассмотренной в диссертации, определены методы, подлежащие анализу, кратко изложено содержание диссертации и выдвинуты защищаемые положения.

В первой главе проведен анализ параметров реальных полидисперсных цементных аэрозолей в воздушных потоках. Выполнен аналитический обзор методов определения концентрации аэрозольных частиц в аэродисперсных потоках. Показано, что гравиметрический метод измерения концентрации твердых частиц в воздушных потоках, являющийся на сегодняшний день стандартным, обладает значительной погрешностью, трудоемкостью и не позволяет обеспечить необходимую оперативность измерения. Обосновано применение для контроля и исследования аэродисперсных потоков реального цементного аэрозоля автоматических бесконтактных методов, из которых наиболее предпочтительными являются оптические. Анализ оптических методов позволил сделать выбор в пользу МИСР, который обладает высокой чувствительностью, однако отсутствие информации о предельных возможностях данного метода требует проведения их оценки. В ряде опубликованных работ указаны фиксированные значения оптимальных углов рассеяния, при которых целесообразно измерять концентрацию твердых частиц. В ряде случаев эти значения не обоснованы, а в других -были получены на экспериментальных установках в лабораторных условиях, недостаточно адекватных промышленным. Жесткая фиксация угла рассеяния в реальных промышленных условиях усложняется значительными вибрациями и шумами технологического оборудования, поэтому необходимо иметь не фиксированные оптимальные углы рассеяния, а оптимальный диапазон углов рассеяния. Для этого и требуется знать индикатрису рассеяния оптического излучения на аэрозольных частицах. Так как частицы реального цементного аэрозоля имеют размеры в диапазоне от 1 до 100 мкм, то было показано, что длина волны зондирующего излучения для исследования аэродисперсных потоков с помощью МИСР

должна быть не более 1,05 мкм. Показано, что широкий диапазон размеров частиц, их концентраций в потоке, неправильная форма частиц и их геометрическая неоднородность, склонность к агрегированию не позволяют провести корректные расчеты индикатрисы рассеяния реального цементного аэрозоля с помощью имеющихся теоретических методов. Поэтому для определения индикатрисы рассеяния необходимо специальное высокоточное экспериментальное оборудование, адекватно моделирующее промышленные потоки и макет МИСР - измерителя для проведения экспериментального определения индикатрисы рассеяния. Обосновано, что при разработке макета необходимо учесть жесткие условия эксплуатации в реальных промышленных условиях, а также компенсацию возможных деградационных процессов, приводящих к ухудшению параметров измерителя.

Вторая глава посвящена численному моделированию аэродисперсных потоков, созданию на его основе специального пылевого стенда и проведению на нем экспериментального моделирования этих потоков. Выполненный обзор существующих методов создания модельных аэродисперсных сред позволил сделать вывод, что оптимальным решением является создание пылевого стенда, построенного по замкнутой схеме с возможностью широкого варьирования скоростей потока и концентраций аэрозольных частиц в нем. Для компенсации влияния в нем поворотных колен были применены профилирующие направляющие лопатки. Численное моделирование аэродисперсного потока в замкнутом контуре показало, что такие факторы, как коагуляция частиц, их инерционное и гравитационное осаждение, приводят к снижению концентрации аэрозоля. При этом вкладом коагуляции можно пренебречь, а два других зависят от размеров частиц. Это ведет к тому, что непрерывным дозированием невозможно обеспечить постоянство концентрации. На основании численного моделирования получено, что оптимальным режимом исследования характеристик полидисперсных аэрозолей является импульсная генерация аэрозольных

частиц в поток и проведение измерений в течение времени релаксационного спада концентрации аэрозольных частиц. Для этого была разработана методика проведения измерений, в соответствии с которой непосредственно после момента генерации аэрозольных частиц в течение всего времени релаксации осуществляется измерение концентрации частиц гравиметрическим методом до тех пор, пока значение концентрации не достигнет уровня, ниже которого проведение измерений не представляет интереса. Затем осуществляется интенсивное проветривание стенда до значения концентрации, которым можно пренебречь в рамках проводимых исследований. После чего осуществляется следующий цикл импульсной генерации аэрозоля и серия измерений. Полученные результаты измерений концентрации гравиметрическим методом согласуются с расчетными значениями в течение 700 с после импульса генерации аэрозоля в поток, или при спаде концентрации от мг/м3, что подтверждает корректность

численного моделирования. Было показано, что проведение серий измерений после импульсной генерации аэрозоля в течение релаксационного спада концентрации позволяет набирать однородные статистические данные для определения аналитических зависимостей исследуемых характеристик аэрозолей, в т.ч. и индикатрисы рассеяния, в потоке для различных концентраций в диапазоне от нескольких десятков до 104 мг/м3.

В третьей главе показана поэтапная разработка и создание экспериментальной установки, построенной на основе пылевого стенда и макета МИСР-измерителя, и описано экспериментальное определение индикатрисы рассеяния реального цементного аэрозоля в потоке. Исходя из характеристик цементного аэрозоля, было обосновано, что излучатель целесообразно строить на основе полупроводникового источника зондирующего излучения. При этом фазовые эффекты при интегральном светорассеянии не представляют интереса и для повышения надежности излучателя целесообразно применить полупроводниковый светодиод

ближнего ИК-диапазона с X, равной 950 нм с естественной поляризацией в режиме работы с пониженной мощностью вместо полупроводникового лазера. Фотоприемник построен на основе кремниевого фотодиода типа ФД-24К, имеющего в выбранном диапазоне максимальную чувствительность и широкий динамический диапазон, благодаря сравнительно большой светочувствительной площадке. В этой главе описаны оптические схемы излучателя и фотоприемника, результаты измерения диаграмм направленности излучателя и поля зрения фотоприемника. Для корректного учета условий эксплуатации макета МИСР-измерителя выполнена оценка влияния шума и вибрации оборудования, на котором устанавливается измеритель и показано, что оптимальным методом подавления шумов и помех является реализация двойного синхронного детектирования в приемно-усилительном блоке. При этом частоты детектирования следует выбирать исходя из частот шумов и вибраций оборудования. Для компенсации температурных дрейфов и старения элементов выбран режим работы приемно-усилительного блока с опорным сигналом. Для обеспечения эффективной работы макета МИСР-измерителя в широком диапазоне концентраций разработан и создан автоматический аттенюатор с переключением диапазонов. В рассматриваемой главе описана структурная схема МИСР-измерителя, а также рассмотрена его работа. Разработан алгоритм проведения эксперимента, которым предусмотрено предварительное определение паразитного рассеяния зондирующего излучения в отсутствии потока аэрозольных частиц. По результатам этих измерений выбран в качестве оптимального угол рассеяния равный 72°, при котором проведены измерения концентрации гравиметрическим методом, с помощью МИСР и МСП в режиме импульсной генерации аэрозоля в поток и релаксационного спада концентрации. По результатам измерений при фиксированном значении угла рассеяния установлена зависимость концентрации аэрозольных частиц в потоке от времени с момента генерации аэрозоля. При проведении измерений рассеянного излучения под другими

углами регистрировались только сигнал МИСР-измерителя и сигнал, полученный с помощью МСП. По связи между концентрацией и сигналами фотоприемников, установленной для фиксированного угла, и результатов измерения паразитной засветки осуществлялся необходимый пересчет получаемых результатов, и, тем самым, определялась индикатриса рассеяния. На основании 7 серий измерений при угле рассеяния 72° получены калибровочные характеристики МИСР-измерителя и сигнала МСП. Получено, что калибровочная характеристика для МИСР-измерителя является линейной в диапазоне концентраций до 500-600 мг/м3. Принципиальная возможность измерения концентрации этим методом, выявленная на основании корреляционной зависимости между сигналами МИСР-измерителя и МСП, при выбранных в экспериментальной установке расстояниях между излучателем, фотоприемниками и измерительным объемом, сохраняется до уровня 3,7*104 мг/м3. Далее приведены результаты одновременных измерений сигналов МИСР-измерителя и МСП при других углах рассеяния. На основании 12 серий измерений в течение релаксационных спадов концентрации после импульсной генерации аэрозольных частиц в поток с учетом паразитной засветки и пересчета сигнала по корреляционной зависимости между сигналами МИСР-измерителя и МСП была построена экспериментальная индикатриса рассеяния для частиц реального цементного аэрозоля. Получено, что в диапазоне углов рассеяния от 85 до 150 градусов индикатриса рассеяния слабо зависит от угла, что позволяет выбрать указанный диапазон в качестве оптимального при измерении массовой концентрации цементного аэрозоля в воздушном потоке с помощью МИСР-измерителя. Разработанный экспериментальный подход позволяет определять индикатрисы рассеяния и для других видов аэрозолей, на различных диапазонах длин волн, с помощью различных источников и приемников излучения.

Четвертая глава посвящена практическому применению измерения концентрации твердых частиц с помощью МИСР-измерителя в

промышленных условиях. Рассмотрены метрологические аспекты промышленного применения МИСР-измерителя. Непрерывные технологические процессы, к которым относится и производство цемента, характеризуются достаточной стабильностью технологических параметров, в т. ч. и параметров аэродисперсных потоков. В частности, в этих потоках сохраняется соотношение между концентрациями частиц в различных точках сечения. На этом основании предложено проводить измерение средней по сечению концентрации по ее измерению с помощью МИСР-измерителя в одной точке сечения в оптимальном месте его установки. Описаны методы и средства обеспечения метрологических исследований МИСР-измерителя и их проведение в промышленных условиях. Показано, что при контроле методом интегрального светорассеяния концентрации аэрозольных частиц на выходе ПГО появляется возможность не только оперативно обнаруживать аварийные отказы, но и осуществлять диагностирование технического состояния в реальном времени. При этом повышается эксплуатационная надежность и эффективность ПГО, а выбросы аэрозольных частиц а атмосферу снижаются в несколько раз, позволяя улучшить экологическую обстановку, как на самом предприятии, так и на прилегающих территориях.

В заключении приводятся основные результаты работы.

Основные результаты и выводы Основные результаты работы можно суммировать следующим образом:

1. Выполненный обзор существующих методов диагностики и контроля аэродисперсных потоков показал, что оптимальными методами измерения массовой концентрации частиц цементного аэрозоля могут быть только бесконтактные методы, и в первую очередь - оптические.

"2. МИСР может быть выбран как наиболее оптимальный метод измерения массовой концентрации полидисперсных цементных аэрозолей в потоках, благодаря своей высокой чувствительности и возможности работы

в реальных промышленных условиях.

3. Частицы реального цементного аэрозоля имеют размеры в диапазоне от 1 до 100 мкм, поэтому исследования воздушных потоков таких частиц с помощью МИСР необходимо осуществлять на длине волны зондирующего излучения не более 1,05мкм. Реальные характеристики и свойства цементного аэрозоля в потоках не позволяют выполнить корректные теоретические расчеты индикатрисы рассеяния, а исчерпывающих результатов экспериментальных исследований недостаточно. Поэтому только экспериментальные исследования могут позволить определить предельные возможности МИСР при исследовании аэродисперсных потоков цементного аэрозоля.

4. Обеспечить в аэродисперсном потоке, циркулирующем в замкнутом контуре, постоянство концентрации и размеров полидисперсного аэрозоля непрерывным дозированием не представляется возможным. Поэтому оптимальным решением задачи исследования характеристик полидисперсных аэрозолей является импульсная генерация аэрозоля в воздушный поток и проведение измерений на участке релаксационного спада. Полученные на разработанном и изготовленном стенде результаты измерений концентрации гравиметрическим методом согласуется с расчетными значениями в течение 700 с после импульса генерации аэрозоля в потоке, или, что то же самое, в пределах спада концентрации от 104 до 102 мг/м3, что подтверждает адекватность теоретической модели.

5. Применение двойного СД позволило решить поставленную задачу регистрации слабых световых потоков в условиях промышленных помех. При этом общий коэффициент усиления составил более 4-106 раз. Подавление шумов в пересчете на вход составило более 2-105 раз (отношение сигнал/шум на входе составило 1/600, а на выходе - 370/1.

6. МИСР позволяет регистрировать концентрации цементного аэрозоля в аэродисперсном потоке от единиц до нескольких десятков тысяч

мг/м3. Причем оптимальные углы рассеяния для полидисперсного цементного аэрозоля лежат в диапазоне 85-150 градусов.

7. Разработанный экспериментальный подход и созданная на основании результатов исследования лабораторная база позволяет определять индикатрисы рассеяния и для других видов аэрозолей, на различных диапазонах длин волн, с помощью различных источников и приемников излучения.

8 Применение автоматических непрерывных измерителей концентрации твердых частиц, построенных на основе МИСР, позволяет максимально сократить время диагностирования и значительно повысить эксплуатационную надежность и эффективность ПГО

Таким образом, теоретические и экспериментальные исследования аэродисперсных потоков реальных промышленных аэрозолей на примере цементного аэрозоля позволили получить результаты, которые легли в основу разработки и создания лабораторной базы для экспериментального исследования аэродисперсных потоков и с помощью МИСР, с учетом его применения в реальных промышленных условий.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

/. Чартий П.В., Шеманин В.Г. Оптический тестер уровня концентрации аэрозольных частиц: Тез. докл. международной конференции "Оптика в экологии", Санкт-Петербург, 1997.-С. 141.

2. Charty P.V. Dust-absorber technical status testing optical instrameni// Proceeding of SPIE, 1997.- V. 3345. P. 16-18.

3. Charty P.V., Shemanin V.G. Optical instrument for aerosol-dust-air flows diagnosing// Proceeding of SPIE, 1998,- V. 3687. P. 56-58.

4. Andey N. Ribalko, Pavel V. Charty, Valery G. Shemanin Dust concentration measurement laser instrument at industrial conditions// Proceeding of SPIE, 2000.- V. 4316. P. 130-136.

5. Рыбалко А.В., Чартий П.В., Шеманин ВТ. Двойное синхронное детектирование в обработке оптических сигналов.// Тезисы докладов конференции "Лазеры для медицины, биологии и экологии". Санкт-Петербург. 2000. С. 33-34.

6. Привалов В.К, Чартий П.В., Шеманин В.Г. Повышение эффективности работы пылегазоочистного оборудования с помощью автоматического лазерного измерителя концентрации твердых частиц. "Экологические системы и приборьГ. М. 2002. №10. С. 21-25.

7. Привалов В.К, Чартий П.В., Шеманин ВТ. Лазерный мониторинг промышленных выбросов как средство прогнозирования и повышения надежности пылегазоулавливающего оборудования.// Прикладная оптика: Сборник трудов 5-ой международной конференции»Прикладная оптика».: в 3 т.. 15-17 октября 2002г. - Санкт-Петербург, 2002. - Т.1. - С.158-162.

8. Привалов В.К, Рыбалко А.В., Чартий П.В., Шеманин ВТ. О влиянии шума и вибрации цементного оборудования на работу лазерного измерителя концентрации частиц. Тезисы докладов конференции "Лазеры для медицины, биологии и экологии". Санкт-Петербург. 2002. С. 37-38.

9. Чартий П.В., Чукардин В.К, Шеманин ВТ, Рыбалко АН., Воронина Э.И. Численное моделирование параметров пылевого стенда для оптических исследований аэрозольного потока. Тезисы докладов конференции "Лазеры для медицины, биологии и экологии". Санкт-Петербург. 2002. С. 39-40.

10. В.Е. Чукардин, П.В. Чартий Стенд для моделирования промышленного пылегазового потока// Безопасность жизнедеятельности 2003.№9.-С. 50-52.

Jl.Privalov V.K, Shemanin V.G., Charty P.V. Increasing dust-absorbing equipment operation efficiency using the automatic laser instrument for solid particle concentration measurement // Proceeding of SPIE, 2002. V. 5066. P. 140145.

12. Воронина Э.И., Чартий П.В., Шеманин ВТ. Экспериментальное определение оптимальных углов интегрального рассеяния ближнего ИК

излучения на полидисперсном аэрозоле.// Прикладная оптика: Сборник трудов 6-ой международной конференции.: в 3 т.. Октябрь 2004г. - Санкт-Петербург, 2004. - Т.1. - С.226-230.

13. Привалов В.К, Чартий П.В., Шеманин В.Г. Повышение чувствительности оптоэлектронного устройства путем двойного синхронного детектирования.// Прикладная оптика: Сборник трудов 6-ой международной конференции.: в 3 т. Октябрь 2004г. - Санкт-Петербург, 2004.- T.I. -C.242-246.

14. Vadim Е. Privalov, Pavel V. Charty and Valery G. Shemanin Optical properties of the poydisperse aerosols in air flows at their pulse generation studies// Proceeding ofSPIE, 2004. V. 5447. P. 251-259.

15. Vadim E. Privalov, Pavel V. Charty and Valery G. Shemanin. Polydisperse aerosol in air flow Mi scattering indicatrix experimental studies// Proceeding of SPIE, 2004. V. 5447. P. 242-250.

*23 54 1

РНБ Русский фонд

2005-4 23064

Подписано в печать 15.11.2004. Формат бумаги 60x84/16. Бумагадокументная Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 70 Балтийский государственный технический университет Типография БГТУ 190005, С.-Петербург, 1-я Красноармейская ул, д. 1

ВВЕДЕНИЕ.

1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ

АЭРОДИСПЕРСНЫХ ПОТОКОВ.

1.1 Промышленные аэродисперсные потоки.

1.2 Гравиметрический метод контроля.

1.3 Методы непрерывного контроля, основанные на отборе части потока.

1.3.1 Методы с предварительным осаждением аэрозольных частиц.

1.3.2 Методы измерения концентрации без отделения аэрозольных частиц.

1.4 Бесконтактные методы контроля аэродисперсных потоков.

1.4.1 Акустический метод.

1.4.2 Радиоактивные методы.

1.4.3 Рентгеновские методы.

1.4.4 Оптические методы.

1.5 Анализ оптических характеристик аэродисперсных потоков реального цементного полидисперсного аэрозоля.

1.6 Основные параметры оптики частиц цементного аэрозоля.

1.7 Анализ возможностей оптических методов непрерывного контроля потоков цементного аэрозоля.

1.7.1 Метод спектральной прозрачности.

1.7.2 Метод малых углов рассеяния.

1.7.3 Метод интегрального светорассеяния.

1.8 Выводы к разделу 1.

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОДИСПЕРСНЫХ ПОТОКОВ.

2.1 Обзор методов создания аэродисперсных сред.

2.1.1 Пылевые камеры.

2.1.2 Прямоточные аэродинамические трубы.

2.2. Основные технические требования к пылевому стенду.

2.3 Численное моделирование аэродинамических параметров стенда.

2.4 Численное моделирование концентрации аэрозоля в потоке при его генерации.

2.4.1 Непрерывная генерация полидисперсного потока.

2.4.2 Импульсная генерация полидисперсного аэрозоля.

2.4.3 Разработка и создание импульсного генератора аэрозоля в потоке.

2.5 Создание замкнутого пылевого стенда.

2.6 Проведение исследований аэродисперсного потока гравиметрическим методом в режиме импульсной генерации.

2.6.1 Методика проведения измерений.

2.6.2 Результаты проведения измерений.

2.7 Выводы к разделу 2.

3 ПРОВЕДЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

АЭРОДИСПЕРСНЫХ ПОТОКОВ МЕТОДОМ ИНТЕГРАЛЬНОГО СВЕТОРАССЕЯНИЯ

3.1 Описание экспериментальной установки.

3.2 Разработка и создание излучателя.

3.3 Разработка и создание фотоприемника.

3.4 Определение диаграммы направленности излучателя и поля зрения фотоприемника.

3.5 Оптическая схема макета.

3.6 Оценка влияния шума и вибрации оборудования, на котором устанавливается макет.

3.7 Исследование и создание электронного блока с двойным синхронным детектированием.

3.8 Разработка решения проблемы термостабилизации характеристик макета измерителя.

3.9 Разработка и реализация автоматического аттенюатора.

ЗЛО Разработка и создание схема макета измерителя.

3.11 Экспериментальное определение индикатрисы рассеяния света на полидисперсном цементном аэрозоле.

3.11.1 Алгоритм проведение эксперимента.

3.11.2 Проведение исследований аэродисперсного потока на пылевом стенде.

3.11.3 Результаты измерений.

3.12 Выводы к разделу 3.

4 ПРИМЕНЕНИЕ МИСР ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

ПРОМЫШЛЕННЫХ АЭРОДИСПЕРСНЫХ ПОТОКОВ.

4.1 Метрологические аспекты промышленного применения измерителя концентрации аэрозольных частиц на основе метода интегрального рассеяния.

4.2 Методы и средства обеспечения метрологических исследований измерителя в промышленных условиях.

4.3 Проведение метрологических исследований измерителя в промышленных условиях.

4.4 Обоснование необходимости контроля концентрации аэрозольных частиц на выходе ПГО для повышения надежности и эффективности его функционирования.

4.4.1 Определение функциональной зависимости эффективности

ПГО от его надежности.

4.4.2 Исследование надежности ПГО и путей ее повышения на основе статистических наблюдений.

4.4.3 Повышение надежности ПГО за счет совершенствования системы его технического диагностирования.

4.4.4 Обоснование необходимости оперативного контроля выходной концентрации твердых частиц для повышения надежности ПГО.

4.5 Диагностирование технического состояния ПГО с помощью измерителя.

4.6 Повышение надежности и эффективности ПГО за счет применения измерителя.

4.6.1 Надежность и эффективность ПГО без измерителя.

4.6.2 Надежность и эффективность ПГО с измерителем.

4.7 Выводы к разделу 4.

Аэрозольные потоки широко распространены в природе и играют важную роль во многих современных технологиях [1]. Течение газа или жидкости со взвешенными в них дисперсными частицами находит и уже нашло практическое применение в деятельности человека.

Аэродисперсные потоки широко используются как в различных технологиях, так и играют важную роль в науках о жизни и экологии. Для описания поведения таких потоков широко используются законы динамики гетерофазных сред [2, 3]. Физика таких потоков очень сложна и их описание включает большое число экспериментальных зависимостей и параметров. Поэтому только экспериментальные методы могут дать необходимые сведения о таких средах. Экспериментальная информация об основных параметрах аэрозольных частиц в потоках - концентрации, дисперсном составе, скорости и температуре - не только позволяет оценить степень адекватности реальному процессу принятой для его описания физической модели, но и в большинстве случаев является необходимой в качестве исходных данных для проведения расчетов технологических процессов и конкретных устройств. Поэтому многообразие существующих методов диагностики в физике аэродисперсных систем требует тщательной оценки их возможностей и границ применимости и главное, правильного выбора и экспериментальной реализации оптимального метода измерения для решения конкретной задачи.

Все экспериментальные методы можно разделить на два больших класса - бесконтактные и зондовые методы. Бесконтактные методы сегодня являются наиболее перспективными, так как их основное преимущество перед зондовыми - отсутствие возмущений исследуемого потока. Применимость зондовых методов для диагностики высокотемпературных потоков вообще представляется проблематичной.

Бесконтактные методы объединяют три группы, различающиеся по длине волны используемого излучения - оптические, рентгеновские и радиоактивные. Мощным импульсом для широкого внедрения оптических бесконтактных методов и разработки новой измерительной техники стало создание новой оптической и электронной элементной базы и широкое использование компьютерной техники.

Из всего многобразия методов и систем для исследования аэрозольных потоков для решения проблемы измерения концентрации частиц реального цементного аэрозоля в воздушном потоке в технологических условиях или условиях рассеяния в атмосфере были выбраны оптические методы — метод интегрального светорассеяния (МИСР) и метод спектральной прозрачности (МСП).

Проведенный анализ состояния этой проблемы показывает, что применяемые для измерения концентрации аэрозольных частиц в потоках устройства и методы требуют детального исследования их метрологических характеристик и влияния на них условий эксплуатации. Проведение таких исследований позволит уменьшить погрешность измерений и повысить их достоверность, а применение непрерывных автоматизированных МИСР-измерителей увеличить производительность в контроле воздушных потоков цементных частиц и найти новое применение в диагностировании состояния пылегазоочистного оборудования (ПГО) предприятий цементной отрасли.

Общей целью настоящей работы является определение предельных возможностей МИСР и выбор путей его оптимальной реализации.

Для этого решаются следующие задачи: - теоретический анализ проблемы измерения концентрации частиц в аэрозольных потоках оптическими методами, - численное моделирование аэродисперсного потока и создание на его основе специального пылевого стенда для проведения на нем исследования модельных объектов и потоков реального цементного аэрозоля,

- проведение теоретических и экспериментальных исследований для создания экспериментальной установки для измерения индикатрисы рассеяния в аэродисперсных потоках на основе стенда и МИСР-измерителя,

- разработка и реализация оптимальных алгоритмов процесса измерения,

- анализ полученных результатов и их оценка,

- анализ возможности применения МИСР-измерителя для диагностирования ПГО в промышленных условиях.

Настоящая работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников.

В первой главе рассмотрены различные свойства реального цементного аэрозоля, методы измерения этих параметров и выбран оптимальный метод МИСР для измерения и контроля концентрации воздушного потока частиц.

Во второй главе рассмотрена проблема создания модельного воздушного потока частиц, разработка и изготовление стенд для получения таких аэрозольных потоков, определены границы применимости различных моделей и сделаны оценки режимов работы стенда, условий движения цементных частиц.

В третьей главе рассмотрена разработка и изготовление измерителя концентраций цементных частиц, дано описание, их физические основы и возможности. Подробно рассмотрены экспериментальные измерения индикатрисы рассеяния на таких частицах. Дано описание основных частей экспериментальной установки и сделаны оценки потенциальных возможностей измерителей концентрации в условиях помех.

В четвертой главе дано описание применения таких измерителей для повышения надежности ПГО на примере цементной промышленности. Выполнено численное моделирование режимов работы ПГО, их эксплуатационной эффективности и времени диагностирования. Рассмотрены вопросы автоматизации работы ПГО и снижения выбросов цементный частиц в атмосферу.

В заключении приводятся основные результаты работы. В диссертационной работе получены следующие основные результаты, представляемые к защите:

1 Численное и экспериментальное моделирование показало, что процесс релаксационного спада концентрации частиц полидисперсного аэрозоля размером от 1 до 100 мкм после их импульсной генерации в замкнутый воздушный поток может быть использован для создания аэродисперсных потоков необходимых для их исследования с помощью МИСР.

2 Развитый в диссертации оригинальный подход к использованию импульсной модуляции и двойного синхронного детектирования обеспечивает повышение отношения сигнал/шум более, чем в 2-105 раз по сравнению с традиционным методом амплитудного детектирования.

3 Анализ и экспериментальные исследования индикатрисы рассеяния полидисперсными частицами реального цементного аэрозоля на специальной установке, состоящей из пылевого стенда и измерителя на основе МИСР, показали, что концентрации частиц могут быть измерены в реальных промышленных условиях по амплитудным параметрам индикатрисы в области углов рассеяния 85 - 150 градусов на длине волны 950 нм зондирующего излучения.

Основные результаты настоящей работы докладывались на:

- Конференции «Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов». (Пенза, 1991 г.);

- Международном Аэрозольном Симпозиуме IAS-3 (Москва, 1996 г.);

- Международной Конференции «Оптика в экологии» (Санкт-Петербург, 1997 г.);

- Научно-технической Конференции «Лазерная технология и средства ее реализации-97» (Санкт-Петербург, 1997 г.);

- Конференции «Лазеры. Измерения. Информация» (Санкт-Петербург, в 2000, 2002 и 2004 гг.);

- Конференции «Лазеры для медицины, биологии и экологии» (Санкт-Петербург, в 2000, 2001, 2002 и 2004 гг.);

- Второй региональной научно-технической Конференции «Проблемы технической коммерческой эксплуатации транспорта» (Новороссийск, 1416 июня, 2001 г.);

- Международных Конференциях «Прикладная оптика» (Санкт-Петербург, в 2002, 2004 гг.). и опубликованы в работах [14, 22, 24, 26, 52-60, 63, 65, 67-71, 89, 96, 97, 105, 106, 108-122]. По результатам диссертационной работы получены Авторские свидетельства [116, 117]: № 1230696 от 15.01.86. Синявский В.В., Борисенко С.А., Истомин Е.П., Чартий П.В. «Устройство для встряхивания электродов электрофильтра» и № 1273146 от 01.08.86. Истомин Е.П., Чартий П.В., Дуров В.В., Измоденов Ю.А., Борисов В.И., Северин Г.Г. «Фильтр для очистки газов от пыли».

Основная часть разработок, которые были использованы при исследовании аэродисперсных потоков методом интегрального светорассеяния были выполнены совместно с к.т.н. Шеманиным В.Г. под руководством д.ф.-м.н., проф. Привалова В.Е.

Соавторы публикаций, выполненных коллективно, принимали активное участие в проведении, как самих экспериментов, так и в обсуждении полученных результатов.

Значительный вклад в совместные идеи и разработку вопросов исследования надежности ПГО внесли соавторы к.т.н. Доценко A.A., к.т.н. Перехрест B.C., инженер Истомин Е.П. под руководством к.т.н. Дурова В.В.

Особую благодарность автор выражает руководству НПО «Стромэкология» к.т.н. Петросову В. К. и Чукардину В.Е. за предоставленную возможность проведения экспериментов на лабораторной базе предприятия.

Основные результаты работы можно суммировать следующим образом:

1 Выполненный обзор существующих методов диагностики и контроля аэродисперсных потоков показал, что оптимальными методами измерения массовой концентрации частиц цементного аэрозоля могут быть только бесконтактные методы, и в первую очередь - оптические.

2 МИСР может быть выбран как наиболее оптимальный метод измерения массовой концентрации полидисперсных цементных аэрозолей в потоках, благодаря своей высокой чувствительности и возможности работы в реальных промышленных условиях.

3 Частицы реального цементного аэрозоля имеют размеры в диапазоне от 1 до 100 мкм, поэтому исследования воздушных потоков таких частиц с помощью МИСР необходимо осуществлять на длине волны зондирующего излучения не более 1,05 мкм. Реальные характеристики и свойства цементного аэрозоля в потоках не позволяют выполнить корректные теоретические расчеты индикатрисы рассеяния, а исчерпывающих результатов экспериментальных исследований недостаточно. Поэтому только экспериментальные исследования могут позволить определить предельные возможности МИСР при исследовании аэродисперсных потоков цементного аэрозоля.

4 Обеспечить в аэродисперсном потоке, циркулирующем в замкнутом контуре, постоянство концентрации и размеров полидисперсного аэрозоля непрерывным дозированием не представляется возможным. Поэтому оптимальным решением задачи исследования характеристик полидисперсных аэрозолей является импульсная генерация аэрозоля в воздушный поток и проведение измерений на участке релаксационного спада. Полученные на разработанном и изготовленном стенде результаты измерений концентрации гравиметрическим методом согласуется с расчетными значениями в течение 700 с после импульса генерации аэрозоля в потоке, или, что то же самое, в пределах спада концентрации от 104 до

2 3

10 г/м , что подтверждает адекватность теоретической модели.

5 Применение двойного синхронного детектирования позволило решить поставленную задачу регистрации слабых световых потоков в условиях промышленных помех. При этом общий коэффициент усиления составил более 4- 10б раз. Подавление шумов в пересчете на вход составило более 2-105 раз (отношение сигнал/шум на входе составило 1/600, а на выходе - 370/1.

6 МИСР позволяет регистрировать концентрации цементного аэрозоля в аэродисперсном потоке от единиц до нескольких десятков тысяч мг/м3. Причем оптимальные углы рассеяния для полидисперсного цементного аэрозоля лежат в диапазоне 85-150 градусов.

7 Разработанный экспериментальный подход и созданная на основании результатов исследования лабораторная база позволяет определять индикатрисы рассеяния и для других видов аэрозолей, на различных диапазонах длин волн, с помощью различных источников и приемников излучения.

8 Применение автоматических непрерывных измерителей концентрации твердых частиц, построенных на основе МИСР, позволяет максимально сократить время диагностирования и значительно повысить эксплуатационную надежность и эффективность ПГО

Таким образом, теоретические и экспериментальные исследования аэродисперсных потоков реальных промышленных аэрозолей на примере цементного аэрозоля позволили получить результаты, которые легли в основу разработки и создания лабораторной базы для экспериментального исследования аэродисперсных потоков и с помощью МИСР, с учетом его применения в реальных промышленных условий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа посвящена разработке методов оптического зондирования аэрозольных частиц в воздушном потоке.

1. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы - Л.: Издательство «Химия», Ленинградское отделение, 1969 - 428с.

2. Бусройд Р. Течение газа со взвешенными частицами. М.: Мир, 1975. -378с.

3. Бабуха ЛЛ., Шрайбер A.A. Взаимодействие частиц полидисперсного материала в двухфазных потоках. Киев: Наукова Думка, 1972. - 176с.

4. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. — С.Петербург, 1992. 130с.

5. Дуров В.В. Охрана окружающей среды в промышленности строительных материалов// Строительные материалы 1988. № 9. - С. 2-5.

6. Черных В Д., Федоров Б С Основные задачи по обеспечению воздухоохранной деятельности в Российской федерации.// Правовые вопросы охраны окружающей среды. ВИНИТИ. Экспресс-информация. №3, 2002, с. 10-17.

7. Зубчонок М.П. Проектные решения в области окружающей среды. // Труды НИПИОТстрома, Новороссийск, 1985. — С. 3-8.

8. Справочник по пыле- и золоулавливанию/ Под ред. A.A. Русанова. М.: Энергоатомиздат, 1983. 312 с.

9. Ю.Уорк К, Уорнер С. Загрязнение воздуха. Источники и контроль: Пер. с англ.- М.: Мир, 1980 370 с.

10. Тимашев В.В., Цернес Р.Я. Зависимость прочности сепарированных цементов от их дисперсности// Цемент 1972. № 2. - С. 15-16.

11. Г. М.-А. Алиев Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов: Справочное издание. -М.: Металлургия, 1986. 544 с.

12. Латиин А.Б. Технология обеспыливания в производстве цемента. — Новороссийск.: Стромэкология, 1995. 150 с.

13. Дуров В.В., Северин Г.Г., Чартий П.В. Комплексная оценка качества и надежности пылеулавливающих устройств. // Труды НИПИОТстрома, Новороссийск, 1985. С. 26-36.

14. Булгакова Н.Г., Ефимов Б.Л. Измерение параметров пылегазовых потоков на входе и выходе электрофильтра Лурги. «Промышленная и санитарная очистка газов». М.: Цинтихимнефтемаш, 1985. №4. С. 20-21.

15. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Контроль пылеулавливающих установок. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Металлургия», 1973, 384 с.

16. Стефаненко В.Т., Инюшкин Н.В. О распределении частиц по сечению электрофильтра. «Промышленная и санитарная очистка газов». М.: Цинтихимнефтемаш, 1985. №4. С. 4-6.

17. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов. М., «Металлургия», 1968, 499 с.

18. Козулин С.М., Тонких Т.К. Проблемы борьбы с шумом цементного оборудования//Цемент 1982. № 10.-С. 14-15.

19. ГОСТ Р 50820-95 Оборудование газоочистное и пылеулавливающее. Методы определения запыленности газопылевых потоков.

20. Г ОСТ 17.2.4.06-90 Методы определения скорости и расхода газопылевых потоков, отходящих от стационарных источников загрязнения.

21. Привалов В.Е., Чартий П.В., Шеманин В.Г. Повышение эффективности работы пылегазоочистного оборудования с помощью автоматического лазерного измерителя концентрации твердых частиц. "Экологические системы и приборы". М. 2002. №10. С. 21-25.

22. Общесоюзный нормативный документ. Руководство по контролю источников загрязнения атмосферы. ОНД-90. Часть 1. С.-Петербург, 1993.

23. Клименко А.П., Королев В.И., Шевцов В.И. Непрерывный контроль концентрации пыли Киев: Техника, 1980 -182с.

24. Charty P. V. Dust-absorber technical status testing optical instrument// Proceeding of SPIE, 1997.- V. 3345. P. 16-18.

25. Измерения в промышленности: Справ, изд. В 3-х кн. Кн. 3. Способы измерения и аппаратура: Пер. с нем./ Под ред. Профоса П. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1990. - 344 с.

26. Клименко А. П. Методы и приборы для измерения концентрации пыли -М.: Химия, 1978-208с.

27. Клименко А.ГТ. Устройство автоматического контроля пылевых выбросов. «Промышленная и санитарная очистка газов». М.: Цинтихимнефтемаш, 1983. №4. С. 15-16.

28. Райст П. Аэрозоли. Введение в теорию: Пер. с англ. М.: Мир, 1987 -280с.

29. В.Д. Васильев, В.В. Котляр, И.В. Никольский Лазерный анализатор микрочастиц// Научное приборостроение, 1993. Т.З., №1. С. 118-125.

30. Е.П. Емец, В. А. Кащеев, Г.Ю. Коломейцев, П.П. Полуэктов Универсальный анализатор аэрозлей// ПТЭ. 1991. №1. С.245-246.

31. В.Г. Калинин, А.В. Щербаков Оптический пылемер// ПТЭ. 1994. №1. С.211-212.

32. Г.А. Коломиец, С.М. Коломиец, Н.И. Мишуненков, В.В. Смирнов Лазерный анализатор аэрозолей «Дельта» для контроля чистоты воздуха// ОМП. 1989. №12. С.21-24.

33. А.С. Макаров, В.П. Иванов, С Д. Козлов, В.И. Сидоренко, В.В. Садчиков, В.Н. Сьшенков Автоматизированный измеритель запыленности воздуха -анализатор размеров частиц// Оптический журнал. 1996. №11. С.54-57.

34. Оптико-электронные методы изучения аэрозолей. М.: Энергоиздат, 1981.-232 с.

35. Подгорный Ю.В., Терлецкая JI.A. Средства измерения пылевых выбросов в атмосферу при экологичёском мониторинге. "Экологические системы и приборы". М. 2001. №11. С. 7-12.

36. Архипов В.А. Лазерные методы диагностики гетерогенных потоков: Учебное пособие. Томск: Изд-во Том. Ун-та, 1987. -140 с.

37. ЗЯ.Белан Б.Д., Ковалевский В.К. Результаты натурных испытаний изокинетического заборника для систем экологического мониторинга. В кн.: Материалы второй международной конференции «Естественные и антропогенные аэрозоли» СПб. НИИХ, 2000, с. 161-164.

38. И.П. Кудрейко Отклик фотоэлектрического устройства при регистрации света, рассеянного на частицах вытянутой формы// ОМП. 1992. №3. С. 1618.

39. Шеманин В.Г. Исследование воздушных потоков аэрозольных частиц методами лазерного дистанционного зондирования: Автореф. Дис. На соискание ученой степени канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 1997. 18с.

40. Ужов В.Н., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами. М.: Химия, 1970. - 320 с.

41. Дубншцев Ю.Н., Ринкевичюс Б.С. Методы лазерной доплеровской анемометрии/ С предисл. В.А. Фабриканта. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. 304 с.

42. Фелъдберг Л.А. Дисперсный анализ газокапельных потоков методом спектральной прозрачности. // Изв. СО АН СССР. Серия технических наук. Вып. 4., 1990, с. 130-132.

43. Ван деХюлст Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: Изд-во иностр. лит., 1961.-535 с.

44. Д. Дейрменджан. Рассеяние электромагнитного излучения сферическими полидисперсными частицами. М.: Мир, 1971. - 165 с.

45. К. Борен, Д. Хафмен. Поглощение и рассеяние света малыми частицами/ Пер. с анг. М.: Мир, 1986. - 664 с.

46. Ивлев JT.C. Моделирование оптических свойств атмосферных аэрозолей. В кн.: Материалы второй международной конференции «Естественные и антропогенные аэрозоли» СПб. НИИХ, 2000, с. 103-110.

47. JT.C. Ивлев, С.Д. Андреев Оптические свойства атмосферных аэрозолей. -JL: Изд-во Ленингр. ун-та, 1986. 360 с.

48. Chartiyi Р. К, Shemanin V.G. Optical measuring instrument of a fine aerosol solid particles concentration// Proceeding of International Aerosol Symposium, Moscow, 1996. Pp.27-28.

49. Чартий П.В., Шеманин В.Г. Оптический тестер уровня концентрации аэрозольных частиц: Тез. докл. международной конференции "Оптика в экологии", Санкт-Петербург, 1997.-С. 141.

50. Чартий П.В., Шеманин В.Г. Лазерная система измерения запыленности в промышленных условиях: Материалы научно-технической конференции "Лазерная технология и средства ее реализации-97", Санкт-Петербург, 1997.-С. 95.

51. Charty P.V., Shemanin V.G. Optical instrument for aerosol-dust-air flows diagnosing// Proceeding of SPIE, 1998.- V. 3687. P. 56-58.

52. Rybalko A.N., Charty P.V., Shemanin V.G. Dust concentration measurement laser instrument at industrial conditions// Proceeding of SPIE, 2000,- V. 4316. P. 130-136.

53. Рыбалко A.B., Чартий П.В., Шеманин В.Г. Автоматический измеритель концентрации твердых частиц для промышленных условий.// Тезисы докладов конференции "Лазеры. Измерения. Информация", Санкт-Петербург, 2000. С. 45-46.

54. Рыбалко А.Н., Чартий П.В., Юрое Ю.Л. Многоточечный автоматический измеритель концентрации твердых частиц в пылегазовых потоках.// Тезисы докладов конференции "Лазеры для медицины, биологии и экологии". Санкт-Петербург. 2000. С. 32-33.

55. A.C. Макаров, В.П. Иванов, С.Д. Козлов, В.И. Сидоренко, В.В. Садчиков, А.Р. Насыров, В.А. Невзоров, В.Н. Сытенков Переносной оптико-электронный измеритель запыленности воздуха// Оптический журнал. 1996. №11. С.54-57.

56. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий: ОНД-86. Л., 1987. 94 с.

57. Рогинский Г.А. Дозирование сыпучих материалов. М.: Химия, 1978. -174с.

58. В.Е. Чукардин, П.В. Чартий Стенд для моделирования промышленного пылегазового потока// Безопасность жизнедеятельности 2003. № 9. — С. 50-52.

59. Иделъчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. — М.: Машиностроение, 1975. 559 с.

60. Чартий П.В., Шеманин В.Г. Исследование оптических свойств полидисперсных аэрозолей в воздушных потоках при их импульсной генерации// Тезисы докладов конференции "Лазеры. Измерения. Информация.". Санкт-Петербург, 2004. С. 68-69.

61. Vadim Е. Privalov, Pavel V. Charty and Valery G. Shemanin Optical properties of the poydisperse aerosols in air flows at their pulse generation studies// Proceeding of SPIE, 2004. V. 5447. P. 251-259.

62. Привалов В.E., Чартий П.В., Шеманин В.Г. Экспериментальное исследование индикатрисы рассеяния на полидисперсном аэрозоле в воздушном потоке.// Тезисы докладов конференции "Лазеры для медицины, биологии и экологии". Санкт-Петербург. 2004. С. 19-20.

63. Vadim Е. Privalov, Pavel V. Charty and Valery G. Shemanin. Polydisperse aerosol in air flow Mi scattering indicatrix experimental studies// Proceeding of SPIE, 2004. V. 5447. P. 242-250.

64. Методы электрических измерений: Учебное пособие для вузов. Под редакцией Цветкова Э.И. — Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1990. 288 с.

65. Грибковскгш В.П. Полупроводниковые лазеры: Учебн. пособие по спец. «Радиофизика и электроника». — Минск.: Университетское, 1988. — 304 с.

66. Котюк А.Ф., Курчатов Ю.А., Майборода Ю.П. и др. Введение в технику измерений оптико-физических параметров световодных систем. — М.: Радио и связь, 1987. 224 с.

67. Воропай Е.С., Торпачев П.А. Техника фотометрии высокого амплитудного разрешения. — Минск.: Университетское, 1988. 208 с.

68. Киес Р. Дж., Крузе П.В., Патли Э.Г. и др. Фотоприемники видимого и ИК диапазонов/ Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1985. - 328 с.

69. Пароль Н.В., Кайдалов С.А. Фоточувствительные приборы и их применение: Справочник. — М.: Радио и связь, 1991. 112 с.

70. Иванов В.А., Привалов В.Е. Применение лазеров в приборах точной механики. СПб.: Политехника, 1993. - 216 с.

71. Анисимова И.Д., Викулин И.М., Заитов Ф.А., Курмашев Ш.Д. Полупроводниковые фотоприемники: Ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазон спектра/ Под ре. В.И. Стафеева. М.: Радио и связь, 1984. - 216 с.

72. Гальперин М.В. Практическая схемотехника в промышленной автоматике. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 320с.

73. Межерис Р. Лазерное дистанционное зондирование. М.: Мир. 1987.550 с.

74. Путилов К.А. Курс физики. Том 1. Механика. Акустика. Молекулярная физика. Термодинамика. 10-е изд. - М.: Гос. изд. Физ.-мат. Лит., 1962. -560 с.

75. Мосс Т. у Баррел Г., Эллис Б. Полупроводниковая оптоэлектроника. М.: Мир, 1976.-432с.

76. Справочник по лазерам./ Под ред. Акад. A.M. Прохорова. В 2-х тома. Т.П. М.: Сов. Радио, 1978. - 400 с.

77. Щербаков В.И., Грездов Г.И. Электронные схемы на операционных усилителях: Справочник.- Киев.: Техшка, 1983. 213 с.

78. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. с англ. 5-е изд., перераб. - М.: Мир, 1998. - 704 с.

79. Харкевич A.A. Борьба с помехами. М.: Наука, 1965. - 276 с.

80. Г.И. Телегин Узкополосный усилитель с синхронным фильтром для диапазона частот 50Гц-6МГц// ПТЭ. 1985. №1. С.121-123.

81. Б.Е. Смолянский Автоматическая адаптация фаз при синхронном детектировании слабого оптического сигнала// ОМП. 1990. №3. С.67-68.

82. Тимашев В.В., Цернес Р.Я. Зависимость прочности сепарированных цементов от их дисперсности// Цемент 1972. № 2. — С. 15-16.

83. Рыбалко A.B., Чартий П.В., Шеманин В.Г. Двойное синхронное детектирование в обработке оптических сигналов.// Тезисы докладов конференции "Лазеры для медицины, биологии и экологии". Санкт-Петербург. 2000. С. 33-34.

84. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие для вузов. Изд. 7-е, стер. М.: Высшая школа, 1999. - 479с.

85. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. -Л.: Энергия. Ленинградское отделение, 1980. — 248с.

86. Дулънев Г.Н., Парфенов В.Г.,Сиголов A.B. Методы расчета теплового режима приборов. М.: Радио и связь, 1990. - 312 с.

87. Измерения в промышленности: Справ, изд. В 3-х кн. Кн. 1. Способы измерения и аппаратура: Пер. с нем./ Под ред. Профоса П. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1990. - 492 с.

88. Шило B.JI. Популярные микросхемы КМОП. Справочник. М.: Издательство «Ягуар», 1993. - 64 с.

89. Коломбет Е.А., Юркович К., Зодлъ Я. Применение аналоговых микросхем. М.: Радио и связь, 1990. - 320 с.

90. А. До/с Пэйтон, В Волш Аналоговая электроника на операционных усилителях: Пер. с англ. М.: БИНОМ, 1994. - 352 с.

91. Завьялов А.И., Панасенко В.И. Надежность сухих электрофильтров// Труды НИПИОТстрома, Новороссийск, 1990. С. 27-29.

92. Чартий П.В., Перехрест B.C., Руденко И.Г., Чебуркова В.Д. Некоторые пути повышения надежности рукавных фильтров// Труды НПО «Союзстромэкология». Новороссийск. 1990. С 24-26.

93. Перехрест B.C., Чартий П.В. Об одном из путей улучшения эксплуатационных характеристик рукавных фильтров: Тез. докл. Конференции «Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов», Пенза. 1991.- С 34-35.

94. ПО. Перехрест B.C., Руденко И.Г., Чартий П.В., Чебуркова В.Д. К вопросу технического диагностирования электрофильтра// Труды НПО «Союзстромэкология». Новороссийск. 1990. С 30-32.

95. Перехрест B.C., Чартий П.В. Оптимизация пылеулавливающих систем на основе надежности: Тез. докл. Конференции «Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов», Пенза. 1991.- С 34-35.

96. Дуров В.В., Доценко А.А, Чартий П.В. Задача автоматизированного исследования эксплуатационной надежности пылеулавливающего оборудования в промышленности строительных материалов.// Труды НИПИОТстрома, Новороссийск, 1987. С. 3-8.

97. Авт. Свид. № 1230696 от 15.01.86. Устройство для встряхивания электродов электрофильтра/ Синявский В.В., Борисенко С.А., Истомин Е.П., Чартий П.В.

98. Авт. Свид. № 1273146 от 01.08.86. Фильтр для очистки газов от пыли/ Истомин Е.П., Чартий П.В, Дуров В.В., Измоденов Ю.А., Борисов В.И., Северин Г.Г.

99. Перекрест B.C.,Чартий ИВ., Руденко ИГ. Вопросы нормирования показателей надежности пылегазоочистного оборудования// Труды НПО «Союзстромэкология». Новороссийск. 1989. С 79-86.

100. Дуров В.В., Перехрест B.C., Чартий П.В. ПРАВИЛА проведения контрольных проверок технического состояния и оценки качества ремонта пылеулавливающих установок// НПО «Союзстромэкология». Новороссийск. 1990. С.56.

101. A.B. Рыбалко, П.В. Чартий Обеспечение эксплуатационной надежности пылегазоулавливающего оборудования с использованием лазерного мониторинга промышленных выбросов// Безопасность жизнедеятельности 2003. № 9. С. 37-40.

102. Privalov V.E., Shemanin KG., Charty P.V. Increasing dust-absorbing equipment operation efficiency using the automatic laser instrument for solid particle concentration measurement // Proceeding of SPIE, 2002. V. 5066. P. 140-145.

103. Справочник по теории вероятностей и математической статистике/ B.C. Королюк, Н.И. Портенко, A.B. Скороход, A.B. Турбин. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - 640 с.