Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, МАШИНОСТРОЕНИЕ

Воздушное охлаждение зоны шлифования с использованием эффекта Ранка–Хилша

mari_ziteva 750 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 70 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 26.02.2021
Шлифование – один из видов обработки металлов резанием. Для отвода из зоны резания выделяющегося тепла, уменьшения трения и удаления отходов шлифования применяют обильное охлаждение различными смазочно–охлаждающими жидкостями (СОЖ) [13].
Введение

Вихревая труба – это устройство, которое генерирует холодные и горячие потоки от одного впрыска сжатого газа. Без каких–либо движущихся частей или химической реакции внутри трубки. Интересное явление разделения энергии возникает только в результате гидродинамических эффектов. Основная часть типичной противоточной вихревой трубы представляет собой прямую трубу с тангенциальным впрыском, через которую в трубу впрыскивается сжатый газ. Есть два выхода, расположенные на разных концах противоточной вихревой трубы или на одном конце для одноточной вихревой трубы. Контрольная пробка расположена внутри трубки вдали от точки впрыска, которая имеет меньший размер, чем внутренний диаметр трубки, и это позволяет газу выходить из небольшого зазора между контрольной пробкой и трубкой. Холодный выход расположен в центральной части трубки на том же конце впрыска, в то время как горячий выход представляет собой зазор между пробкой и трубкой. Когда сжатый газ впрыскивается в трубу тангенциально с высокой скоростью, два потока с различными температурами будут генерироваться и выпускаться из двух выходов трубы. Это явление разделения температуры в вихревой трубе известно, как эффект ранка. С момента его изобретения было предложено несколько объяснений разделения энергии в вихревой трубе. Однако из–за сложного внутреннего течения, природа разделения энергии в вихревой трубе до сих пор остается неясной. Предложенные гипотезы могут быть использованы только для объяснения части явления и не охватывают всех аспектов температурного разделения в вихревой трубе. Эффект Ранка активно имеет весомое место в современном использо-вании в технических направлениях. На основе изучения различных устройств с использованием разделения газовых потоков было получено различное множество материалов. Имеется обширное множество теорий и расчетов на тему разделений воздушных масс в вихревой трубе которые позволяют разрабатывать новые изобретения, но главным недостатком эффекта Ранка является отсутствие грамотных методик, что сильно усложняет дальнейшее развитие. В таких условиях практически невозможно достичь повышения КПД труб вортекс. В связи с этими вышеизложенными фактами будет проведен анализ имеющихся теорий других исследователей, но нет четкого понимания строения и развития вихревых труб. Все это происходит из-за неверно полученных базовых данных. При использовании вихревого эффекта в технических устройствах большая часть исследований была произведена неверно. Акцент был сделан на техническую составляющую, а не на физические явления. В первую для изучения разделения газовых потоков на фракции необходимо произвести полный анализ аспектов данного явления. Для этого необходимо произвести не только имитационное моделирование, но и разобраться в основных физических явлениях данного эффекта. Актуальность работы. При работе любого режущего инструмента главным является сохранение его правильной работоспособности. Для этого необходимо сохранить его оптимальную рабочую температуру и не допускать перегрева. Перегрев пагубно влияет на стойкость инструментов и их работоспособность. Для поддержания необходимой температуры используют смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС). Научные труды многих ученых свидетельствуют о трудностях взаимодействий между используемым инструментом и обрабатываемой заготовкой. В данный момент главной проблемой является отсутствие как такового представления о физических процессах, происходящих в зоне резания металлов. В связи с этим первоочередной задачей является изучение физико-химических процессов в зоне взаимодействий. На данный момент на первое место ставят здоровье сотрудников предприятий, а также защиту окружающей среды от вредных выбросов. В результате проведенного анализа литературных источников и па-тентной информации можно сделать вывод, что воздушное охлаждение зоны шлифования с использованием эффекта Ранка–Хилша приобретает особенное значение, ввиду преимуществ использования воздушного охлаждения перед смазочно–охлаждающими жидкостями (СОЖ). Цель и задачи исследования. Целью исследования является усовершенствование конструкции вихревой камеры с учетом оптимизации, а также адаптация воздушной системы охлаждения применительно к плоскошлифовальным и торцешлифовальным станкам. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи: • выполнить критический анализ двух способов охлаждения зоны шлифования: с помощью СОЖ и воздуха; • рассмотреть историю развития; • изучить суть эффекта; • указать применение на практике; • проанализировать существующие конструкции вихревых камер; • спроектировать конструкцию вихревой камеры на основе моде-лирования.
Содержание

Введение 3 1. Обзор научно–технической литературы 6 2. Анализ процесса шлифования 9 3. Анализ охлаждения при шлифовании 19 4. Суть эффекта Ранка–Хилша 21 5. Основные понятия гидродинамики вихревых потоков и характеристики вихревых труб 25 6. История развития 27 7. Применение на практике 29 8. Анализ конструкций вихревых камер 37 8. Параметры оптимизации вихревых труб 41 9. Расчетная часть 42 10. Конструирование 52 11. Имитационное моделирование 52 Заключение 68 Список используемой литературы: 70
Список литературы

1. Гольдштик М.А., Штерн В.Н., Яворский Н.И., Вязкие течения с пара-доксальными свойствами, Новосибирск: Наука, 1989. – 336 с. 2. Курнайкин В.В. Форкамерный роторный двигатель внутреннего сгорания // Патент России № 2387851. 2010. Бюл. № 33. 3. Меркулов, А.П. Вихревой эффект и его применение в технике / А.П. Меркулов.– Самара: Оптима,1997. – 355 с. 4. Гупта А., Лилли Д., Сайред, Закрученные потоки. М.: Мир, 1987. – 590 с. 5. Халатов А.А., Теория и практика закрученных потоков, Киев, Наукова думка, 1989. – 192 с. 6. Кузнецов В.И. Теория и расчет эффекта Ранка. Омск: Омский гос. тех. универ., 1995. – 217 с. 7. Гуцол А.Ф. Эффект Ранка. Успехи физических наук. Методические за-метки, Том 167, № 6, 1997. ? С. 665–687. 8. Balmer R.Т. Pressure–driven Ranque–Hilsch temperature seperation in liq-uids. J Fluids Eng., 1988, ? 161–164. 9. Коркодинов Я.А., Применение эффекта Ранка–Хильша // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического универси-тета. Машиностроение, материаловедение. – 2012. – № 4. – С. 42–54. 10. Gronner J. Sucessful experience with vortex tube technology at the epe cavity storage of RWE Energy // 23rd World Gas Conference. ? Amsterdam, 2006. ? 11 p. 11. Патент RU 2109267 РФ, МКИ G01N15/06. Устройство для контроля содержания механических примесей в СОЖ / В. Ф. Гурьянихин, B. C. Юганов, А. В. Макеев. 96102992/25. Заявл. 15.02.96. Опубл. 20.04.98. Бюл. № 11. 12. Официальный сайт компании Darxton [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://darxton.ru/wiki–article/sukhaya–i–polusukhaya–mekhanicheskaya–obrabotka 13. Долгих, Шпортько О.Н., Фокин. С.В. Слесарное дело. М. 2013. 14. Белоусов А.М., Исрафилов И.Х., Харчук С.И. Вихревая труба Ранка–Хилша как перспективное устройство получения низких температур // Науч-ный журнал НИУ ИТМО. Серия «Холодильная техника и кондиционирова-ние». 2014. №2. С. 36–44. 15. Букреев, В.С. Сверхтекучесть по П.Л. Капице // Академия Тринита-ризма. 2020. № 77–6567. 16. Топорен С., Зайцев О. Применение эффекта Ранка в теплогенерирую-щих установках малой мощности // Национальная академия природоохранного и курортного строительства. 2011. 13С. С. 97–104.
Отрывок из работы

1. Обзор научно–технической литературы Известно изобретение (патент АС №2 307729 [11]), которое относится к области машиностроения и может быть использовано на предприятиях, применяющих охлаждение воздухом при механической обработке шлифо-вальными инструментами, в частности алмазными с торцовой режущей по-верхностью. Шлифовальный инструмент (рис. 1.) выполнен с вихревым охлаждением и закреплен на пиноли. На торец корпуса инструмента нанесен слой абразивного материала, в котором выполнены с равномерным шагом криволинейные канавки переменного сечения. Предусмотрены расположен-ные под углом наклона 10–15? к оси вращения инструмента вихревые трубки с подводящими и отводящими трубопроводами. Последние сообщаются с концентрическим и радиальными отверстиями, выполненными в пиноли для подачи рабочей среды. Количество вихревых трубок соответствует количеству криволинейных канавок переменного сечения. Такая конструкция повышает производительность и качество обработки и обеспечивает эффективное охлаждение зоны резания экологически чистым средством [11].
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Машиностроение, 104 страницы
2600 руб.
Дипломная работа, Машиностроение, 59 страниц
1475 руб.
Дипломная работа, Машиностроение, 83 страницы
2075 руб.
Дипломная работа, Машиностроение, 45 страниц
1125 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg