Метою дисертаційної роботи є забезпечення екологічної безпеки ливарно-механічних виробництв шляхом впровадження екологічно безпечних формувальних сумішей легкої регенерації для зменшення кількості твердих відходів та впровадження пиловловлювачів із жалюзійним відокремлювачем, який обертається, для зменшення забруднення атмосфери дрібнодисперсним пилом. Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: - провести аналіз джерел екологічної небезпеки ливарних виробництв та перспективних шляхів мінімізації їх негативного впливу на довкілля; - запропонувати стратегію створення екологічно безпечних та економічно виправданих формувальних сумішей, здатних до регенерації та повторного використання; - встановити оптимальний склад формувальних сумішей легкої регенерації та раціональну технологію їх використання й регенерації; - побудувати математичну модель руху потоків пилу в пиловловлювачі з жалюзійним відокремлювачем, який обертається, проаналізувати картину руху потоків у процесі обертання за і проти руху потоку, визначити оптимальні параметри роботи апаратів; - створити комплекс високоефективного пиловловлюючого обладнання для очищення повітря від дрібнодисперсного пилу в ливарно-механічних виробництвах; - провести комплексні експериментальні дослідження для визначення раціональних параметрів роботи пиловловлювачів із відокремлювачем, який обертається; - провести апробацію пропонованих заходів щодо зменшення екологічної небезпеки ливарно-механічних виробництв у реальних умовах. Об'єкт дослідження - процеси мінімізації негативного впливу джерел екологічної небезпеки ливарних виробництв на довкілля (процес створення ливарних форм, здатних до регенерації та процес пиловловлювання дрібнодисперсного пилу із використанням нових конструкцій апаратів для пиловловлювання). ЗМІСТ стор. ВСТУП 5 РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ 12 1.1. Загальна характеристика ливарних виробництв 12 1.2. Санітарно-гігієнічна характеристика шкідливих виділень у 14 ливарних цехах 1.3. Аналіз існуючих конструкцій апаратів для сухого очищення 16 повітря від пилу 1.4. Аналіз конструкцій стендів, які використовуються для 23 випробувань апаратів очищення повітря від пилу 1.4.1. Схема стенду за ГОСТ 8002-74 23 1.4.2. Схеми стендів, рекомендовані стандартами інших країн 24 1.5. Технології формувальних сумішей на основі рідкого скла 25 1.6. Регенерація формувальних сумішей 31 1.7. Цілі та завдання досліджень 34 РОЗДІЛ 2. ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ 36 2.1. Загальна характеристика об'єкту, методу та методології 36 досліджень 2.2. Загальна характеристика матеріалів, які використовувались у 41 дослідженнях 2.2.1. Матеріали, які використовувались для дослідження 41 формувальних сумішей 2.2.2. Матеріали, які використовувались для дослідження 42 процесу пиловловлювання 2.3 Характеристика пилу в аспіраційному газоповітряному потоці 43 ливарного виробництва ТзОВ ЛМЗ "ВЕСТА" 2.4. Методика проведення досліджень властивостей формувальних 45 сумішей та виготовлених із них зразків 2.4.1. Методика визначення залишкової міцності формувальних 45 сумішей 2.4.2. Методика визначення вологості формувальних сумішей 48 2.4.3. Методика визначення газопроникності формувальних 49 сумішей 2.5. Методика проведення досліджень властивостей пилоочисного 50 обладнання 2.5.1. Розробка, виготовлення та вдосконалення стенду для 51 випробувань пиловловлювачів 2.5.2. Методика визначення дисперсного складу пилу 53 2.5.3. Методика для досліджень пиловловлювачів на 58 ефективність очищення 2.5.4. Випробування пиловловлювачів на стенді 58 2.6. Опис програмного комплексу FlowVision, який 60 використовувався для побудови твердостінної моделі пиловловлювача із рухомим відокремлювачем 2.7. Висновки з розділу 2 61 3. СИСТЕМА ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІШЕНЬ ДЛЯ МІНІМІЗАЦІЇ 62 УТВОРЕННЯ ТВЕРДИХ ВІДХОДІВ ЛИВАРНИХ ФОРМ 3.1 Вибір стратегії мінімізації утворення твердих відходів 62 формувальних сумішей 3.2 Дослідження механізму утворення формувальних сумішей із 63 композицій, у склад яких входить рідке скло та шамотно-каоліновий пил 3.3 Дослідження кінетики структуроутворення у формувальних 67 сумішах із на основі рідкого скла та ШКП 3.4 Встановлення оптимального складу композиції на основі 71 рідкого скла та ШКП 3.5 Розроблення технологічної схеми отримання та регенерації 72 формувальних сумішей на основі рідкого скла та ШКП 3.6 Висновки з розділу 3 74 4. МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ ОЧИЩЕННЯ ЗАПИЛЕНОГО 76 ПОТОКУ В ВІДЦЕНТРОВО-ІНЕРЦІЙНИХ ПИЛОВЛОВЛЮВАЧАХ ІЗ РУХОМИМ ЖАЛЮЗІЙНИМ ВІДОКРЕМЛЮВАЧЕМ 4.1. Прийняті допущення, граничні та початкові умови 78 4.2. Моделювання руху повітряних потоків у відцентрово- 79 інерційних пиловловлювачах 4.3. Аналіз результатів моделювання руху пилоповітряного потоку 88 4.4. Висновки з розділу 4 95 5. РОЗРОБЛЕННЯ, ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА 96 АСПЕКТИ ВПРОВАДЖЕННЯ У ВИРОБНИЦТВО ВІДЦЕНТРОВО-ІНЕРЦІЙНИХ ПИЛОВЛОВЛЮВАЧІВ 5.1 Фізична модель руху пилогазового потоку у відцентрово- 96 жалюзійних пиловловлювачах 5.2 Розроблення нових конструкцій відцентрово-інерційних 99 пиловловлювачів з рухомим жалюзійним відокремлювачем 5.2.1. Апарат типу 1 99 5.2.2. Апарат типу 2 103 5.2.3. Апарат типу 3 107 5.3 Експериментальні дослідження пиловловлювачів 111 5.4. Аспекти впровадження результатів дисертаційних досліджень 119 5.5. Висновки з розділу 5 121 ВИСНОВКИ 124 ЛІТЕРАТУРА 126 ДОДАТКИ 141