Беспалов Вадим Игоревич, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Scopus ID: 56513487700
Vadim I. Bespalov, Dr.Sc. (Eng.), Professor, Chief Researcher at the Center for Scientific Competencies
1 Gagarin Square, Rostov-on-Don, 344003
Scopus ID: 56513487700
Гурова Оксана Сергеевна, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой теплогазоснабжения, климатехники и альтернативных энергоустановок
344003, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Scopus ID: 56513896900
Oksana S. Gurova, Dr.Sc. (Eng.), Associate Professor, Head of the Department of Heat and Gas Supply, Climate Engineering and Alternative Power Plants
1 Gagarin Square, Rostov-on-Don, 344003
Scopus ID: 5651389690
Введение. Анализ современного состояния воздушной среды в крупных промышленных центрах позволил заключить, что одними из основных источников загрязнения считают предприятия строительной индустрии. В свою очередь, одними из наиболее значимых технологических участков таких предприятий являются литейные участки художественной обработки металлов с использованием выбивных решеток, вызывающие негативное воздействие, прежде всего, пыли горелой формовочной земли с содержанием SiO2 более 70 %, с одной стороны, на работников, а с другой стороны, непосредственно на технологическое оборудование — выбивные решетки. Воздействие такой пыли на конструктивные элементы выбивной решетки приводит к их повышенному абразивному износу, что значительно сокращает их период эксплуатации и, следовательно, весь жизненный цикл выбивной решетки в качестве технологического оборудования.В связи с этим в качестве научной проблемы авторами выделена необходимость увеличения периода эксплуатации в жизненном цикле выбивных решеток литейных участков предприятий строительной индустрии и повышения уровней их экологической и производственной безопасности на основе совершенствования технологии и разработки автономных инженерных средств обеспыливания воздуха.Целью исследования явилось увеличение продолжительности жизненного цикла выбивных решеток литейных участков предприятий строительной индустрии за счет снижения концентрации пыли до нормативных значений в воздухе рабочих зон и предотвращения выброса пыли в воздушный бассейн промышленных площадок при повышении эффективности процесса пылеподавления на основе его исследования и разработки соответствующей высокоэффективной инженерной технологии.
Материалы и методы. В основу исследований авторами положены методы анализа, физического моделирования, математического описания и статистической обработки экспериментальных данных.Результаты исследования. В результате исследований установлено, что:– научное обоснование и описание процесса загрязнения воздуха рабочей зоны выбивной решетки может быть положено в основу поэтапного исследования процесса снижения загрязнения воздушного бассейна промышленной площадки для литейных участков предприятий строительной индустрии;– физико-энергетическая научная концепция дает возможность разработать высокоэффективное и экономичное устройство пылеподавления;– результаты выполненных авторами в лабораторных условиях экспериментальных исследований позволили обеспечить отсутствие выброса запыленного воздуха в воздушный бассейн промышленной площадки.Обсуждение и заключение. Следует отметить, что рециркуляция воздушных потоков в зоне реализации процесса обеспыливания предполагает отсутствие выброса загрязненного воздуха в окружающую среду, следовательно, значительно повышает экономичность упомянутого процесса при внесении заметного вклада в обеспечение экологической безопасности при эксплуатации выбивных решеток на предприятиях строительной индустрии.Результаты выполненных исследований дают основание заключить, что повышения интегральной эффективности подавления пыли горелой формовочной земли до 98,5 %, можно добиться применением разработанного устройства за счет оптимизации последовательности, способов и параметров основных этапов процесса обеспыливания.
Introduction. An analysis of the current state of the air environment in large industrial centers has led one to the conclusion that construction industry enterprises are considered to be one of the major pollution sources. In turn, some of the most significant technological sections of such enterprises is the casting section of artistic metalworking using die-casting grates causing a negative impact predominantly due to the dust from burnt molding sand with a SiO2 content of more than 70%, on the one hand impacting the workers, and, on the other, directly the technological equipment, i.e., shake-out foundry grids. The effect of such dust on the structural elements of the shake-out foundry grid leads to increased abrasive wear, which causes a significant reduction of their service life and, thereby, the entire life cycle of the knockout grate as a technological equipment.Therefore the authors have identified the need to increase the service life of the casting sections of construction industry enterprises, as well as to improve their environmental and industrial safety by means of improving the technology and developing autonomous engineering solutions for dust control as a scientific issue.The aim of the study is to increase the life cycle of the casting sections of construction industry enterprises by means of reducing the dust concentration to the regulatory values in the air of operating areas and preventing the release of dust into the air of industrial sites, while enhancing the efficiency of dust suppression based on its study and development of an appropriate highly efficient engineering technology.Materials and Methods. The authors based their study on analytical methods, physical modeling, mathematical description, and statistical processing of experimental data.Research Results. The study has identified that:- the scientific justification and description of air pollution in the operating area of the knockout grate can serve as the foundation for a step-by-step study of pollution reduction, and thereby ensuring the regulatory dust content in the operating area and preventing the release of dust into the air basin of the industrial site for foundry sections of construction industry enterprises;- the physical and energy scientific concept previously set forth by the authors allows for describing dust pollution and its reduction from the standpoint of ensuring sanitary and hygienic requirements and environmental protection making it possible to develop a highly efficient and cost-effective dust suppression device;- the results of the experimental studies performed in laboratory conditions allowed the authors to make it possible to ensure there are no dust-laden air emissions into the air of the industrial site.Discussion and Conclusion. It should be noted that the recirculation of air flows in the area where dust suppression is implemented implies there are no polluted air emissions into the environment, and therefore significantly increases the efficiency of the said process while contributing considerably to ensuring environmental safety while operating blowout grates in construction industry enterprises. The research results enable one to conclude that the integrated efficiency of dust suppression of burnt molding sand can be up to 98.5 % if the developed device is in use due to the optimization of the sequence, methods, and parameters of the main stages of dust suppression.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.