0 引言
石墨加工過程中,各類機床利用高速旋轉的刀具對石墨的外形進行加工。 受旋轉刀具與工件材料之間剪切力的影響,工件材料將產生大量帶初速度的石墨粉塵。 但我國石墨加工企業除塵系統相對落后,使得石墨材料在加工過程中產生的高濃度粉塵不能被迅速的處理掉,導致加工車間粉塵濃度嚴重超標,給工人健康和生產設備帶來很嚴重的影響。加工車間的所有石墨粉塵都來源于機床的加工過程, 在研究石墨粉塵的治理前,需要對機床周圍石墨粉塵的擴散規律進行研究。
1 石墨塵源點的擴散過程
(1)一次揚塵過程 在石墨加工過程中,受刀具和刀具周圍誘導空氣流動的影響,石墨粉塵被帶出工件材料。由于周圍空氣受運動刀具摩擦作用,可誘導刀具周圍的空氣隨其運動方向流動,使石墨粉塵從加工車床或密封罩內逸出。除誘導氣流外,剪切力作用產生的氣流,綜合氣流和熱氣流都可導致石墨粉塵不能被捕集罩所捕集。
(2)二次揚塵過程 機床的運行和振動所產生的機械力和氣流流動,把沉降在設備、建筑物和地面上的靜止石墨粉塵二次吹起,此過程稱為二次揚塵。圖 1 為不同粒徑的石墨粉塵在空氣中擴散大致軌跡。圖 1 中軌跡 1 表示粗粉塵顆粒運動,重力是擴散過程的主導力,所以短時間內粗粉塵顆粒將沉降。圖1中軌跡 2 和軌跡 3 表示細顆粒運動, 在擴散過程中受浮力和氣流流動的影響,將長時間懸浮在空中。經測算直徑為 100、10、1 μm 的顆粒物水平拋入靜止空氣中,在初速度 10 m/s 的條件下,其停止距離分別為 0.036、0.23、12.7 cm。
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通過可視化圖形的分析, 提出集氣罩離機床塵源點的距離是以塵源點強度為基礎; 布置的方向是以空氣流動的方向為基礎; 開口截面積和抽吸能力是以粉塵粒徑與多塵源點、地面反射的疊加為基礎等合理建議,為后續除塵系統的優化提供了理論基礎。
2020-10
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2020-10
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2020-10
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