The vortex air cooling system for cutting materials in aerospace industry

Abstract

В условиях реального механического производства в ряде случаев приходится отказываться от охлаждения зоны резания жидкостью. Традиционное охлаждение струей сжатого газа не так эффективно. Чтобы повысить эффективность охлаждения предлагается использовать вихревой эффект. Несмотря на то, что исследованию вихревого эффекта посвящено большое количество работ, общепринятого теоретического понимания до сих пор не сложилось. В связи с этим пришлось отказаться от математического моделирования процессов и перейти к изучению экспериментальных исследований вихревого эффекта. Экспериментальные работы разных исследователей дают хорошую сходимость, поэтому они послужили базой для определения функции величины охлаждения воздуха вихревой трубкой в зависимости от параметров потока воздуха на входе и конструктивных особенностейвихревой трубки. Данная функция позволила определить конструктивные параметры, при которых достигается максимальный эффект охлаждения. По этим параметрам была разработана конструкция, которая выполнена в металле на базе ПАО «Салют» и там же внедрена в производство. Экспериментальное исследование вихревой тубы подтвердило справедливость произведенных расчетов величины охлаждения воздуха. Эффективность устройства, как охладителя зоны резания, показана на частном примере. Ключевые слова: вихревой эффект, полишарнирная трубка, тепловыделение, зона резания, воздушное охлаждение.