Статья

Наименование	Детонационно-газовые камеры сгорания переменного сечения для напыления покрытий
Авторы	Харламов Ю. А., д. т. н., проф. Петров П. А., к. т. н., доц. Изюмов Ю. В., к. т. н., доц. Орлов А. А., ст. преп.
Раздел	Машиностроение и машиноведение
Год	2023	Выпуск	74	Страницы	94 - 106
УДК	621.793.71			EDN	DPLMDA
Аннотация	Статья посвящена систематизации и сравнительному анализу конструктивных особенностей и схем детонационных камер сгорания с переменным сечением, используемых в установках для детонационно-газового напыления покрытий и других видов обработки, преимущественно дисперсных материалов, их систематизации и поиску путей их совершенствования. Импульсные (детонационные) камеры сгорания (ДКС) являются важнейшим блоком детонационно-газовых установок и предназначены для циклического сжигания горючих смесей газов и создания импульсных высокоскоростных потоков продуктов детонации и их взаимодействия с частицами порошка напыляемого материала с формированием напылительных гетерогенных струй. ДКС с переменным сечением обладают комплексом технологических преимуществ и, прежде всего, реализацией горения в режиме пересжатой детонации, повышением скорости и температуры напыляемых частиц и улучшением свойств получаемых покрытий. Рассмотрены четыре основные группы ДКС с переменным сечением: с переменными площадью и размерами поперечного сечения по длине; с переменными формой, площадью и размерами поперечного сечения по длине; с переменными положениями осей поперечного сечения по длине (закрученные ДКС); с плавным изменением формы, площади и размеров поперечного сечения по длине. Приведены примеры таких ДКС, преимущества и недостатки.
Реферат	Цель. систематизация и сравнительный анализ конструктивных особенностей и схем детонационных камер сгорания с переменным сечением, используемых в установках для детонационно-газового напыления покрытий и других видов обработки, их систематизация и поиск путей их совершенствования. Методика. Дальнейшее развитие технологии детонационно-газового напыления покрытий требует расширения номенклатуры напыляемых материалов, не исключена возможность перехода на дешевые, но трудно детонирующие газовые смеси. Это обусловливает целесообразность анализа и поиска новых конструктивных схем детонационно-газовых камер, прежде всего для улучшения условий формирования покрытий с требуемыми свойствами, создания композиционных и других видов покрытий нетрадиционных строения, структуры и свойств. Результаты. По конструктивным особенностям различают большое количество типов и видов детонационных камер сгорания. Авторами выделены четыре группы таких детонационно-газовых камер сгорания: 1) с переменными площадью и размерами поперечного сечения по длине; 2) с переменными формой, площадью и размерами поперечного сечения по длине; 3) с переменными положениями осей поперечного сечения по длине (закрученные); 4) с плавным изменением формы, площади и размеров поперечного сечения по длине. Научная новизна. Выполнены систематизация и сравнительный анализ конструктивных особенностей и схем детонационных камер сгорания с переменным сечением, используемых в установках для детонационно-газового напыления покрытий и других видов обработки, преимущественно дисперсных материалов, а также систематизация по поиску путей их совершенствования. Практическая значимость. 1. Технологические возможности детонационно-газового напыления покрытий с требуемыми свойствами могут быть существенно расширены при использовании профилированных камер детонационного сгорания, причем не только конических, но и с изменением вдоль продольной оси формы, размеров и положения осей поперечного сечения. 2. Возможности изменения поперечного сечения детонационных камер сгорания могут быть использованы для поиска условий получения единичных пятен напыления оптимальной конфигурации с учетом формы и размеров напыляемых поверхностей. 3. Изменение формы поперечного сечения и закручивание камер сгорания вдоль их продольной оси могут быть использованы для управления параметрами потока продуктов детонации и взаимодействия их с частицами напыляемого порошка. 4. Детонационные камеры сгорания с переменным сечением могут найти реализацию и в других практических применениях газовой детонации: струйно-абразивной обработке, обработке дисперсных материалов, очистке твердых поверхностей и др.
Ключевые слова	детонационные камеры сгорания, продукты детонации, детонационные волны, профилированные камеры, газовые смеси, напыляемые частицы.
Финансирование
Список источников	1. Детонационно-газовые технологии и устройства: состояние и перспективы развития. Сообщение 3. Применение газовой детонации в обрабатывающих и обслуживающих отраслях экономики / Ю. А. Харламов [и др.] // Сборник научных трудов ДонГТИ. 2021. № 27 (70). С. 73–84. 2. Kharlamov Y. A. Gaseous pulse detonation spraying: current status, challenges, and future perspective // Intern. Thermal Spray Conference & Exposition ITSC 2008. Maastricht: Conference Proceedings, 2008. P. 159–166. 3. Применение детонации в газах для нанесения покрытий / Ю. А. Харламов [и др.] // Физика горения и взрыва. 1975. Т. 11. № 1. С. 88–95. 4. Шоршоров М. Х., Харламов Ю. А. Физико-химические основы детонационно-газового напыления покрытий. М.: Наука, 1978. 224 с. 5. Зверев А. И., Шаривкер С. Ю., Астахов Е. А. Детонационное напыление покрытий. Л.: Судостроение, 1979. 232 с. 6. Харламов Ю. А. Стволы установок для детонационного напыления покрытий // Автоматическая сварка. 2001. № 10. С. 17–21. 7. Харламов Ю. А., Сундарараджан Г., Цяпа А. Н. Конструктивные особенности детонационных камер сгорания для напыления // Вісник Східноукраїнського національного університету. 2001. № 5 (39). С. 169–178. 8. Гавриленко Τ. Π., Прохоров Е. С. Пересжатая детонационная волна в газе // Физика горения и взрыва. 1981. Τ. 17. № 6. С. 121–125. 9. Батраев И. С., Прохоров Е. С., Ульяницкий В. Ю. Разгон и нагрев порошковых частиц продуктами газовойдетонации в каналах с коническим переходом // Физика горения и взрыва. 2014. Т. 50. № 3. С. 78–86. 10. Dispositif de canon pour la projection de revetements par detente de gaz: пат. 81 02856 Франция. № 2499874; опубл. 20.08.1982. 22 с. 11. Detonation schichtungs vorrichung: пат. DE 31 05323 C2 ФРГ. Опубл. 02.09.1982. 9 с. 12. Батраев И. С., Прохоров Е. С., Ульяницкий В. Ю. Ускорение дисперсных частиц продуктами газовои ̆детонации в расширяющемся канале // Лаврентьевские чтения по математике, механике и физике: тезисы докладов IX международной конференции. Новосибирск, 2020. С. 197–198. 13. Бивол Г. Ю., Головастов С. В., Голуб В. В. Формирование пересжатой волны детонации в потоке метано-кислородных смесей в канале переменного сечения // Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55. Вып. 4. С. 576–581. DOI: https://doi.org/10.7868/S0040364417030036 14. Управление формой пятна напыления при ХГН. Часть 2. Процесс напыления / В. Н. Зайковский [и др.] // Теплофизика и аэромеханика. 2014. Т. 21. № 2. С. 233–240.
Полный текст