Статья
| Наименование | Импульсные камеры сгорания для напыления покрытий | ||||
| Авторы |
|
||||
| Раздел | Машиностроение и машиноведение | ||||
| Год | 2023 | Выпуск | 73 | Страницы | 87 - 98 |
| УДК | 621.793.79 | EDN | BJSWPY | ||
| Аннотация | Статья посвящена систематизации и сравнительному анализу конструкций и элементов импульсных камер сгорания (ИКС), используемых в установках для детонационно-газового напыления покрытий с целью последующей разработки рекомендаций по их конструированию. Описаны четыре основные стадии рабочего цикла детонационно-газового напыления покрытий. Сформулированы основные требования к импульсным камерам сгорания. Предложена классификация импульсных камер детонационного сгорания. Подробно рассмотрены конструктивные особенности прямых камер сгорания с постоянным поперечным сечением. Сформулированы основные требования к импульсным камерам сгорания для надлежащего обеспечения технологии детонационно-газового напыления покрытий. Описана роль микрогеометрии внутренних поверхностей ИКС. Материалы ИКС. Рассмотрены варианты выполнения закрытой (входной) и открытой (выходной) частей ИКС. Показано, что рабочим циклом детонационно-газового напыления покрытий можно управлять применением дополнительных конструктивных элементов в рабочей полости ИКС и завихрителей. Рассмотрена роль пространственного положения ИКС в детонационно-газовых установках. | ||||
| Реферат | Цель. Систематизация и сравнительный анализ конструкций и элементов импульсных камер сгорания, используемых в установках для детонационно-газового напыления покрытий, и разработка рекомендаций по их проектированию.
Методика. Эффективное осуществление процесса детонационно-газового напыления и формирования высококачественных покрытий требует соблюдения ряда условий: строгого поддержания состава и степени заполнения импульсных камер сгорания горючей смесью; точного дозирования и подачи порошка в оптимальную по технологическим условиям зону камер сгорания; обеспечения инициирования детонации вблизи закрытого торца камеры или короткого преддетонационного расстояния; максимально возможного эффективного использования энергии потока продуктов детонации в процессе напыления; высокой частоты повторения циклов напыления и пр. Результаты. Импульсные камеры сгорания (ИКС или стволы) детонационно-газовых установок для напыления покрытий (ДГУ) являются основным компонентом, поскольку их геометрия и размеры являются определяющими при проектировании операционных технологических процессов детонационно-газового напыления покрытий. Научная новизна. Определено, что наиболее технологичными являются прямые импульсные камеры сгорания с постоянным по длине поперечным сечением. Выявлено, что технологические возможности импульсных камер сгорания могут быть расширены за счет использования дополнительных конструктивных элементов: вставок, экранов, завихрителей и других устанавливаемых в рабочей полости камеры сгорания устройств для облегчения перехода горения в детонацию. Практическая значимость. Технико-экономические характеристики детонационно-газовых установок могут быть улучшены за счет совершенствования импульсных камер сгорания, в том числе следует обобщить опыт создания и применения импульсных камер сгорания с переменным поперечным сечением, с поворотами, с завихрителями и др. Требуют дальнейших исследований и разработки системы, обеспечивающие работу камер сгорания: газообмена, подготовки горючей смеси, подачи порошка с контролируемым расходом и др. |
||||
| Ключевые слова | газотермическое напыление, газотермические покрытия, горючие газы, детонационно-газовое напыление, импульсная камера сгорания, порошки, продукты детонации, преддетонационное расстояние. | ||||
| Финансирование | |||||
| Список источников |
1. Применение детонации в газах для нанесения покрытий [Текст] / Ю. А. Харламов, М. Х. Шоршоров, В. В. Кудинов, О. В. Гусев, Б. Л. Рябошапко // Физика горения и взрыва. — 1975. — Т. 11, № 1. — С. 88–95.
2. Kharlamov, Y. A. Gaseous pulse detonation spraying: current status, challenges, and future perspective [Text] / Y. A. Kharlamov // Intern. Thermal Spray Conference & Exposition ITSC: conference proceedings (Maastricht, The Netherlands, June 2–4, 2008). — DVS — German Welding Society, 2008. — P. 159–166.
3. Харламов, Ю. А. Детонационно-газовые установки для нанесения покрытий (обзор) [Текст] / Ю. А. Харламов // Сварочное производство. — 1989. — № 11. — С. 21–24.
4. Kharlamov, Y. Design concepts of gaseous detonation guns for thermal spraying [Text] / Y. Kharlamov, M. Kharlamov // Teka Komisji Motoryzacji i Energetyki Rolnictwa. — 2013. — Vol. 13, № 4. — P. 82–91.
5. Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective [Text] / G. D. Roy, S. M. Frolov, A. A. Borisov, D. W. Netzer // Progress in Energy and Combustion Science. — 2004. — Vol. 30; № 6. — P. 545–672.
6. Батраев, И. С. Использование многокомпонентного топлива метилацетилен-алленовая фракция (МАФ) при детонационном напылении [Текст] / И. С. Батраев // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2017. — Т. 13, № 1. — С. 14–19.
7. Переход горения в детонацию в канале с диаметром меньше критического диаметра существования стационарной детонации [Текст] / Д. И. Бакланов, В. В. Голуб, К. В. Иванов, М. С. Кривокорытов // Теплофизика высоких температур. — 2011. — Т. 49, № 6. — С. 1–6.
8. Шоршоров, М. Х. Физико-химические основы детонационно-газового напыления покрытий [Текст] / М. Х. Шоршоров, Ю. А. Харламов. — М.: Наука, 1978. — 224 с.
9. Рыбанин, С. С. К теории детонации в шероховатых трубах [Текст] / С. С. Рыбанин // ФГВ. — 1969. — № 3. — С. 395–403.
10. Солодовников, А. В. Исследование пульсирующих камер сгорания и их применение в аэрокосмической технике [Текст] / А. В. Солодовников, Е. Н. Вышегородцев, В. В. Голубятник // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. — 2009. — № 3 (19). — С. 335–343.
11. Злобин, С. Б. Детонационное напыление и исследование свойств покрытий из сплавов на никелевой основе и чугуна [Текст] / С. Б. Злобин, В. Ю. Ульяницкий, А. А. Штерцер // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2008. — № 11. — С. 36–41.
12. Фролов, С. М. Инициирование газовой детонации в трубе с профилированным препятствием [Текст] / С. М. Фролов, В. С. Аксенов // Доклады Академии наук. — 2009. — Т. 427, № 3. — С. 344–347.
13. Митрофанова, О. В. Гидродинамика и теплообмен закрученных потоков в каналах с завихрителями (аналитический обзор) [Текст] / О. В. Митрофанова // ТВТ. — 2003. — Т. 41, № 4. — С. 587–633.
14. Управление формой пятна напыления при ХГН. Ч. 1. Газодинамические аспекты [Текст] / В. Н. Зайковский, С. В. Клинков, В. Ф. Косарев, Б. М. Меламед, Г. В. Трубачеев // Теплофизика и аэромеханика. — 2014. — Т. 21, № 1. — С. 107–114.
15. Управление формой пятна напыления при ХГН. Ч. 2. Процесс напыления [Текст] / В. Н. Зайковский, С. В. Клинков, В. Ф. Косарев, Б. М. Меламед, Г. В. Трубачеев // Теплофизика и аэромеханика. — 2014. — Т. 21, № 2. — С. 233–240.
|
||||
| Полный текст |
|
||||