btpsБезопасность техногенных и природных системSafety of Technogenic and Natural Systems2541-9129Don State Technical University10.23947/2541-9129-2021-1-26-37btps-6Research ArticleОХРАНА ТРУДАLABOR PROTECTIONТеоретическое исследование модели движения воздушного потока вблизи фасонного укрытия обдирочно-шлифовального станкаTheoretical study of the model of air flow movement near the shaped shelter of the rough grinding machinehttps://orcid.org/0000-0003-2236-0384КупцоваИ. С.KuptsovaI. S.

Купцова Ирина Сергеевна, младший научный сотрудник Центра научных компетенций

344003, РФ, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

Kuptsova, Irina S., Junior Researcher, Center for Scientific Competencies

1, Gagarin sq., Rostov-on-Don, RF, 344003

i-kyptsova@mail.ruДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian Federation202130032021012637Copyright © Купцова И.С., 20212021Купцова И.С.Kuptsova I.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.bps-journal.ru/jour/article/view/6

Введение. Рассмотрены проблемы выбора оборудования для эффективного пылеудаления и последующего пылеулавливания. Проанализированы зависимости, описывающие поля скоростей движения потоков в закрытой области абразивного круга, оказывающие влияние на формирование линий тока движения потоков вблизи фасонного укрытия обдирочно-шлифовального станка.Постановка задачи. Задачей данного исследования является разработка математической и компьютерной модели аспирации обдирочно-шлифовального станка.Теоретическая часть. Для реализации поставленной задачи использовалось современное программное обеспечение Аnsys, а также полученные ранее результаты дисперсного анализа абразивно-чугунной пыли при шлифовании, проведенного при помощи прибора класса High — лазерного гранулометра Analysette 22 Nano Tec.Выводы. Результаты проведенного анализа, полученные поля и величины скоростей движения потока воздуха в рабочем месте оператора станка в дальнейшем будут сравниваться со скоростями витания различных пылевых частиц, что позволит определить эффективность работы укрытия обдирочно-шлифовального станка, в том числе на стадии проектирования.

Introduction. The article deals with the problems of choosing equipment for effective dust removal and subsequent dust collection. The dependences describing the fields of flow velocities in the closed area of the abrasive wheel, influencing the formation of streamlines of flow motion near the shaped shelter of the rough grinding machine, are considered.Problem Statement. The objective of this research is to develop a mathematical and computer model of the aspiration of a rough grinding machine.Theoretical Part. To accomplish the set task, the modern software Аnsys was used as well as the previously obtained results of the dispersion analysis of abrasive-cast iron dust during grinding, which had been carried out using a High-class device — an Analysette22 NanoTec laser granulometer.Conclusion. The results of the analysis, the obtained fields and the values of the air flow velocities in the workplace of the machine operator will be compared with the hovering rates of various dust particles, which will allow us to determine the efficiency of the rough grinding machine shelter, including at the design stage.

аспирацияАnsysпыльобдирочный станоккомпьютерная модельматематическая модельaspirationAnsysdustpeeling machinecomputer modelmathematical modelReferencesКугультинов, С. Д. Технология обработки конструкционных материалов / С. Д. Кугультинов, А. К. Ковальчук, И. И. Портнов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. — С. 268–270.Кугультинов, С. Д. Технология обработки конструкционных материалов / С. Д. Кугультинов, А. К. Ковальчук, И. И. Портнов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. — С. 268–270.Пасютина, О. В. Безопасность труда и пожарная безопасность при механической обработке металла на станках и линиях : учеб. пособие / О. В. Пасютина. — Минск : РИПО. — 2012. — 108 с.Пасютина, О. В. Безопасность труда и пожарная безопасность при механической обработке металла на станках и линиях : учеб. пособие / О. В. Пасютина. — Минск : РИПО. — 2012. — 108 с.Залаева, С. Ш. Производственная санитария и гигиена труда : уч. пособие в 3 ч. / С. Ш. Залаева, Е. А. Носатова, О. А. Рыбка. — Ч. 2. Вредные вещества. Производственный шум. — Белгород : Из-во БГТУ, 2008. — С. 93.Залаева, С. Ш. Производственная санитария и гигиена труда : уч. пособие в 3 ч. / С. Ш. Залаева, Е. А. Носатова, О. А. Рыбка. — Ч. 2. Вредные вещества. Производственный шум. — Белгород : Из-во БГТУ, 2008. — С. 93.Быков, Л. В. Основы вычислительного теплообмена и гидродинамики / Л. В. Быков, А. М. Молчанов, Д. С. Янышев. — Москва : URSS, 2019. — C. 124.Быков, Л. В. Основы вычислительного теплообмена и гидродинамики / Л. В. Быков, А. М. Молчанов, Д. С. Янышев. — Москва : URSS, 2019. — C. 124.Снегирёв, А. Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений : учеб. пособие / А. Ю. Снегирев. — Санкт-Петербург : Изд-во Политехн. ун-та, 2009. — 143 с.Снегирёв, А. Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений : учеб. пособие / А. Ю. Снегирев. — Санкт-Петербург : Изд-во Политехн. ун-та, 2009. — 143 с.Yang, T. S. Two-way interaction between solid particles and homogeneous air turbulence: particle settling rate and turbulence modification measurements / T. S. Yang, S. S. Shy // Journal of Fluid Mechanics. 2005. — Vol. 526, 171–216. DOI: https://doi.org/10.1017/S0022112004002861Yang, T. S. Two-way interaction between solid particles and homogeneous air turbulence: particle settling rate and turbulence modification measurements / T. S. Yang, S. S. Shy // Journal of Fluid Mechanics. 2005. — Vol. 526, 171–216. DOI: https://doi.org/10.1017/S0022112004002861Weigang Yao, A nonlinear modeling approach using weighted piecewise series and its applications to predict unsteady flows / Yao Weigang, Meng Liou // Journal of Computational Physics. — Vol. 318. — 2016. — P. 58–81. DOI : https://doi.org/10.1016/j.jcp.2016.04.052Weigang Yao, A nonlinear modeling approach using weighted piecewise series and its applications to predict unsteady flows / Yao Weigang, Meng Liou // Journal of Computational Physics. — Vol. 318. — 2016. — P. 58–81. DOI : https://doi.org/10.1016/j.jcp.2016.04.052Matyushenko A. A. Adjustment of the k-ω SST turbulence model for prediction of airfoil characteristics near stall / A. A. Matyushenko, A. V. Garbaruk //Journal of Physics: Conference Series., 18th International Conference Physic A.SPb. — 2016. — Vol. 769. — P. 1–7. DOI : https://doi.org/10.1088/1742-6596/769/1/012082Matyushenko A. A. Adjustment of the k-ω SST turbulence model for prediction of airfoil characteristics near stall / A. A. Matyushenko, A. V. Garbaruk //Journal of Physics: Conference Series., 18th International Conference Physic A.SPb. — 2016. — Vol. 769. — P. 1–7. DOI : https://doi.org/10.1088/1742-6596/769/1/012082Yoshizawa A. A new methodology for Reynolds-averaged modeling based on the amalgamation of heuristic-modeling and turbulence-theory methods / A. Yoshizawa, S. Nisizima, Y. Shimomura, H. Kobayashi, Y. Matsuo, H. Abe, H. Fujiwara // Journal of Fluids Engineering. —2006. — Vol. 18, Issue 3. DOI : https://doi.org/10.1063/1.2186669Yoshizawa A. A new methodology for Reynolds-averaged modeling based on the amalgamation of heuristic-modeling and turbulence-theory methods / A. Yoshizawa, S. Nisizima, Y. Shimomura, H. Kobayashi, Y. Matsuo, H. Abe, H. Fujiwara // Journal of Fluids Engineering. —2006. — Vol. 18, Issue 3. DOI : https://doi.org/10.1063/1.2186669Walters, D. K. Three-Equation Eddy-Viscosity Model for Reynolds-Averaged Navier-Stokes Simulations of Transitional Flows / D. K. Walters, D. A Cokljat // Journal of Fluids Engineering. —2008. — Vol. 130, Issue 12. — P. 14. DOI : https://doi.org/10.1115/1.2979230Walters, D. K. Three-Equation Eddy-Viscosity Model for Reynolds-Averaged Navier-Stokes Simulations of Transitional Flows / D. K. Walters, D. A Cokljat // Journal of Fluids Engineering. —2008. — Vol. 130, Issue 12. — P. 14. DOI : https://doi.org/10.1115/1.2979230Hamlington, P. E. Local and nonlocal strain rate fields and vorticity alignment in turbulent flows / P. E. Hamlington, J. Schumacher, W. J. A. Dahm // Physics of Fluids. — Vol. 77, Issue 2. — 2008. DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevE.77.026303Hamlington, P. E. Local and nonlocal strain rate fields and vorticity alignment in turbulent flows / P. E. Hamlington, J. Schumacher, W. J. A. Dahm // Physics of Fluids. — Vol. 77, Issue 2. — 2008. DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevE.77.026303Menter, F. R. The Scale-Adaptive Simulation Method for Unsteady Turbulent Flow Predictions. Part 1: Theory and Model Description / F. R. Menter, Y. Egorov // Flow Turbulence and Combustion. — 2010. —Vol. 85. —P. 113–138. DOI : https://doi.org/10.1007/s10494-010-9264-5Menter, F. R. The Scale-Adaptive Simulation Method for Unsteady Turbulent Flow Predictions. Part 1: Theory and Model Description / F. R. Menter, Y. Egorov // Flow Turbulence and Combustion. — 2010. —Vol. 85. —P. 113–138. DOI : https://doi.org/10.1007/s10494-010-9264-5Булыгин, Ю. И. Разработка элементов системы нормализации микроклимата в кабине зерноуборочного комбайна Torum / Ю. И. Булыгин, Е. В. Щекина, В. В. Масленский // Безопасность техногенных и природных систем. — 2019. — № 2. — С. 2–12. DOI : https://doi.org/10.23947/2541-9129-2019-2-2-12Булыгин, Ю. И. Разработка элементов системы нормализации микроклимата в кабине зерноуборочного комбайна Torum / Ю. И. Булыгин, Е. В. Щекина, В. В. Масленский // Безопасность техногенных и природных систем. — 2019. — № 2. — С. 2–12. DOI : https://doi.org/10.23947/2541-9129-2019-2-2-12Булыгин, Ю. И. Проблемы проектирования пылеочистного оборудования в промышленности / Ю. И. Булыгин, Н. Н. Азимова, И. С. Купцова // Безопасность техногенных и природных систем. — 2018. — № 1–2. — С. 2–12.DOI : https://doi.org/10.23947/2541-9129-2018-1-2-2-12Булыгин, Ю. И. Проблемы проектирования пылеочистного оборудования в промышленности / Ю. И. Булыгин, Н. Н. Азимова, И. С. Купцова // Безопасность техногенных и природных систем. — 2018. — № 1–2. — С. 2–12.DOI : https://doi.org/10.23947/2541-9129-2018-1-2-2-12

The authors declare that there are no conflicts of interest present.