Статья

Наименование	Обоснование энергосиловых параметров системы эвакуации газопылевых выбросов
Авторы	Ткачёв М. Ю., к. т. н., доц.
Раздел	Машиностроение и машиноведение
Год	2021	Выпуск	66	Страницы	75 - 85
УДК	621.184.85,629.048.4,697.92			EDN	YACVCF
Аннотация	Рассмотрена конструктивная схема и методика расчета энергосиловых параметров системы эвакуации газопылевых выбросов от источников их образования, состоящей из 3-х узлов безлопастного вентилятора, принцип действия которых основан на эффектах Коанда и торнадо. Полученные зависимости позволяют определить скорости течения исходных и индуцированного вихревыми кольцами газовоздушных потоков, распределение давления внутри и вне сечения формируемых вихрей, а также обеспечиваемые системой расходы газовоздушной смеси.
Реферат	Цель. Разработка и обоснование энергосиловых параметров высокоэффективной с энергетической точки зрения системы эвакуации газопылевых выбросов от источников их образования, в основе принципа действия которой лежат аэродинамические эффекты Коанда и торнадо, позволяющей с минимальными затратами качественно локализовать их распространение. Методика. Разработанная методика расчета позволяет определить значения генерируемого системой скорости восходящего потока, его динамическое давление, обеспечиваемый расход, а также обосновать параметры центробежных турбогенераторов, приводящих ее в действие сжатым воздухом. Полученные зависимости опираются на достаточный объем проведенных эмпирических исследований, реализованных на изготовленной в масштабе 1: 48 физической модели системы. Результаты. Рассмотрены работы, в которых отражены вопросы совершенствования конструкции узла безлопастного вентилятора, являющегося структурной единицей системы эвакуации газопылевых выбросов. На основании накопленного в этой области опыта предложены верифицированные зависимости, описывающие процесс индуцирования системой устойчивого газовоздушного потока заданной конфигурации замкнутыми вихревыми кольцами входящих в ее состав компонентов с учетом положений теории вихревого движения. Результатом проведенных исследований стали уточняющие рекомендации, касающиеся разработки опытно-промышленного образца устройства. Научная новизна. Научная новизна работы заключается в раскрытии влияния скорости, индуцированной замкнутым вихревым кольцом, на характеристики генерируемого потока, а также в разработке адекватных экспериментальному материалу теоретических зависимостей, необходимых для определения параметров системы. Практическая значимость. Полученные результаты, базируясь на достаточно большом объеме экспериментальных исследований, аналитически описывают работу системы эвакуации газопылевых выбросов, таким образом, восполняя недостающие в методике расчета ее параметров сведения.
Ключевые слова	безлопастный вентилятор, эффект Коанда, вихрь Рэнкина, теория вихревого движения, скорость, давление, расход.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Пат. 2630443 Российская Федерация, МПК F24F7/00, F04D25/00, F04D29/00. Узел безлопастного вентилятора для эвакуации газопылевых выбросов из промышленных агрегатов / Е. Н. Смирнов, С. П. Еронько, М. Ю. Ткачёв, В. А. Скляр, А. В. Сазонов, Б. И. Стародубцев, А. С. Сосонкин, О. И. Малахова; заявитель и патентообладатель Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС». — № 2016119782; заявл. 23.05.16; опубл. 07.09.17, Бюл. № 25. — 9 с.: ил. 2. Исследование на физической модели возможности использования принципа вентилятора Дайсона в системах газоотсоса металлургических агрегатов [Текст] / С. П. Еронько, М. Ю. Ткачёв, А. С. Сосонкин и др. // Металлургические процессы и оборудование. — 2014. — № 2 (36). — С. 51–59. 3. Аэрогидромеханика [Текст] / Е. Н. Бондарев, В. Т. Дубасов, Ю. А. Рыжов и др. — М.: Машиностроение, 1993. — 608 с. 4. Ткачёв, М. Ю. Использование энергии вихря для повышения эффективности работы вентиляционных устройств и систем [Текст] / М. Ю. Ткачёв, Е. В. Ошовская // Донбасс будущего глазами молодых ученых: материалы научно-технической конференции. — Донецк: ДонНТУ, 2017. — С. 94–98. 5. Ткачёв, М. Ю. Сопоставительные исследования эффективности функционирования узла безлопастного вентилятора и сопла Лаваля [Текст] / М. Ю. Ткачёв, М. Ю. Грищук // Инновационные перспективы Донбасса: инфраструктурное и социально-экономическое развитие. В 6 т. Т. 3. Инновационные технологии проектирования, изготовления и эксплуатации промышленных машин и агрегатов: материалы VI международной научнопрактической конференции. — Донецк: ДонНТУ, 2020. — С. 20–24. 6. Разработка конструкции и модельные исследования новой вентиляторной системы проветривания карьеров [Текст] / С. П. Еронько, М. Ю. Ткачёв, Е. Н. Смирнов и др. // Черная металлургия: бюллетень научно-технической и экономической информации. — 2018. — № 1. — С. 26–33. 7. Вараксин, А. Ю. Торнадо [Текст]: монография / А. Ю. Вараксин, М. Э. Ромаш, В. Н. Копейцев. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. — 344 с. 8. Физическое моделирование технических систем [Текст]: учебное пособие / С. П. Еронько, Е. В. Ошовская, М. Ю. Ткачев [и др.]. — Донецк: ДонНТУ, 2020. — 259 с. 9. Каталог центробежных компрессоров предприятия DALGAKIRAN KOMPRESÖR [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.dalgakiran.ru/product/centrobezhnyj-kompressor-trx-180-turbokompressor.
Полный текст