手持式砂轮切割机粉末吸收装置开发

陈传俊1，韦长峰1，汪晟杰2

(1.扬州市江都永坚有限公司，江苏 扬州225200)

(2.南京理工大学 机械工程学院，江苏 南京210094)

    采用FLUENT仿真软件对所设计的粉尘吸收装置内部含尘气流流动规律以及流场分布规律进行了分析研究，并制作出实物样机。经过数值模拟，发现了粉尘吸收装置内含尘气流的压力、速度、浓度和轨迹分布规律。利用FLUENT仿真软件调节出口真空度，通过分析仿真结果可确定最佳真空度值。研究结果表明，仿真结果对装置的优化设计和实际运行具有一定的理论指导作用。

    随着世界经济的发展，我国的工业化进程加快，大量机械加工设备及电动工具得到了广泛的应用。这些工具的加工原理大多为去除多余材料，在原材料或半成品转化为尺寸、形状及精度符合加工要求的成品的同时，还会产生大量的粉尘、噪声、固体废弃物等加工副产品［1］。手持式砂轮切割机便属于此类电动工具，且被广泛应用于家庭装潢材料的切割中。在砂轮切割机工作过程中常会产生大量粉尘，致使工作环境空气质量下降，严重威胁到操作人员的身体健康。

    为了有效解决这一问题，本文研究的目标是在原有手持式砂轮切割机的基础上设计并制作粉末吸收装置，及时吸收切割产生的粉尘，减少粉尘弥漫，有效减轻空气污染，保护有关人员的健康。

1计算流体动力学简介

1.1计算流体动力学基本概念

    计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）是一种利用计算机数值计算和图像显示来模拟流体流动以及传热等相关物理现象的系统分析方法和工具，CFD分析常应用于产品的概念设计、详细设计和改进设计阶段，目前已涵盖了汽车和航空业的空气动力学分析、内部流场分析、热交换分析、流体机械仿真等领域［2-3］。

CFD的计算流程分为3个部分：

    a.前处理。主要用于模型的修整、网格的生成以及计算域、边界条件的设定等。

    b.求解。CFD软件求解方法的流程通常为利用简单函数近似表示未知的流动变量；将近似函数代入流动控制方程和所得到的数学式进行离散化；求解代数方程。不同求解方法的主要区别在于流动变量的近似方法和离散化过程不同。

    c.后处理。通过CFD软件提供的数据可视化技术及工具，显示计算域的等值线图、矢量图及颗粒轨迹等。

1.2FLUENT软件介绍

    FLUENT软件是由美国FLUENT公司于1983年推出的CFD软件，广泛应用于航空航天、旋转机械、高速列车、汽车、能源及冶金领域，软件采用了多种求解方法以及多重网格加速收敛技术，因此利用FLUENT软件能获得较高的收敛速度和求解精［2-4］。FLUENT的基本物理模型包括基本流动模型、湍流模型、多相流模型、粘性模型、离散相模型和热传导模型等［5］。

2样机结构设计

    本文以某型手持式砂轮切割机为对象, 基于原有配套的半封闭防护罩，使用激光切割的PMMA........

作者简介：〖HTSS〗陈传俊（1970—），男，江苏扬州人，扬州市江都永坚有限公司，主要研究方向为机械与液压系统设计。
（文章来源《机械设计与制造工程》如需详细资料请联系江苏机械门户网025-83726289）