Газообмін у детонаційно-газових пристроях для напилення покриттів
DOI:
https://doi.org/10.33216/1998-7927-2022-272-2-82-90Ключові слова:
газообмін, горюча суміш, детонаційно-газове напилення, залишкові продукти згоряння, покриття, продувний газ, змішування газівАнотація
Основні вимоги до детонаційно-газових установок (ДГУ) для напилення покриттів – вибухобезпечність, екологічність, стабільність роботи, висока продуктивність та ін. При технологічному застосуванні газової детонації доводиться розв'язувати проблеми швидкого та якісного змішування компонентів суміші, надійного ініціювання детонації, охолодження установок, враховувати межі детонації, міцність та вагу апаратів тощо. Етапи робочого циклу ДГУ, в тому числі процеси газообміну в детонаційних камерах згоряння, що забезпечують наповнення їх свіжою горючою сумішшю і порошком з попереднім витісненням залишкових продуктів згоряння, визначають вихідний стан свіжого заряду, що впливає на інтенсивність і характер фізико-хімічних перетворень, і цим на умови формування покриттів. Ця стаття присвячена систематизації та аналізу принципів організації газообміну в робочих камерах згоряння детонаційно-газових установок для напилення покриттів, включаючи аналіз та систематизацію конструкцій детонаційно-газових установок для напилення покриттів, що працюють з різними структурами робочого циклу, з виявленням принципових схем та закономірностей газообміну в робочих камерах згоряння. До основних схем газообміну віднесені наступні: з виштовхуванням залишкових продуктів згоряння продувним газом або компонентом горючої суміші; з виштовхуванням залишкових продуктів згоряння свіжою горючою сумішшю; з відкачування залишкових продуктів згоряння; комбінований газообмін з відкачуванням та продуванням залишкових продуктів згоряння; із поперечним рухом газів; зі змінним складом свіжої горючої суміші. За способом видалення залишкових газів слід розрізняти: продування стовбура інертними газами з подальшою подачею (виштовхуванням інертного газу) свіжою горючою сумішшю газів; продування стовбура повітрям або киснем з подальшою подачею свіжої горючої суміші; подача свіжої горючої суміші з безпосереднім виштовхуванням нею продуктів згоряння; подача свіжої паливної суміші з безпосереднім виштовхуванням нею продуктів згоряння через проміжну газову пробку невеликої довжини; відкачування залишкових газів зі стовбура для створення розрідження (вакууму) з наступним заповненням свіжою горючою сумішшю газів; поєднання продування (виштовхування) залишкових газів з відкачуванням. За напрямком потоку свіжої горючої суміші розрізняють її подачу: за напрямом течії продуктів згоряння; назустріч напрямку течії продуктів згоряння; упоперек напряму течії продуктів згоряння; поєднанням зазначених вище прийомів. За місцем введення свіжої паливної суміші в стовбур розрізняють її подачу: біля закритого торця; біля відкритого торця; в середній частині стовбура; одночасно по всій довжині стовбура; поєднанням зазначених вище прийомів. Розглянуто схеми газообміну з різною циклічністю подачі газів.
Посилання
1. Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective / G.D. Roy, S.M. Frolov, A.A. Borisov, D.W. Netzer. Progress in Energy and Combustion Science, 30 (2004) рр. 545 – 672.
2. Інноваційні можливості газової детонації / Харла-мов Ю.О., Полонський Л.Г., Балицька Н.О., Климен-ко С.А. Наука та інновації, 2020, т. 16, № 6. С. 105 – 112.
3. Харламов Ю.А. Детонационно-газовые процессы в промышленности / Ю.А. Харламов, Н.А. Будагьянц; Восточноукр. гос. ун-т. Луганск: Изд-во ВУГУ, 1998. 223 c.
4. Баженова Т.В., Голуб В.В. Использование газовой де-тонации в управляемом частотном режиме. Физика го-рения и взрыва. 2003. Т. 39, № 4. С. 3 – 21.
5. Шоршоров М.Х., Харламов Ю.А. Физико-химические основы детонационно-газового напыления покрытий. М.: Наука, 1978. 224 с.
6. Газотермические покрытия из порошковых материалов: Справочник / Ю.С. Борисов, Ю.А. Харламов, С.Л. Сидоренко, Е.Н. Ардатовская. Киев: Наукова дум-ка, 1987. 544 с.
7. Шестерненков В.И. Детонационное нанесение покры-тий. Порошковая металлургия, 1968, № 1. С. 37 – 46.
8. А.с. 629682 (СССР). Устройство для детонационного напыления покрытий. Ю.А. Харламов, Ю.И. Писклов, Н.М. Рыбалка, О.И. Малышев.
9. Щелоков Я.М., Телегин Э.М., Подымов В.Н. Пособие по освоению систем релаксационного вибрационного горения. Казань: Изд-во КГУ, 1971. 80 с.
10. Моин Ф.В., Шевчук В.У. Явление заброса пламени при горении предварительно перемешанных газов в прото-чной системе – ФГВ, 1968, № 2. С. 209 – 214.
11. Левин А.М., Брюханов О.Н. Влияние температуры стенок огневого канала на условия возникновения проскока пламени. Газовая промышленность, 1963, № 10.
12. Бартенев С.С., Федько Ю.П., Григоров А.И. Детонаци-онные покрытия в машиностроении. Л.: Машиностро-ение, 1982. 215 с.
13. Федько Ю.П. Исследование процесса нанесения и свойств окисных детонационных покрытий. Автореф. диссер. канд. техн. наук. М.:1980. 20 с.
14. Федько Ю.П., Бартенев С.С., Неделько В.Е. Физичес-кие основы конструирования бесклапанных дозаторов детонирующей смеси газов. Детонационные покры-тия. Калинин, 1980. с. 54 – 63.
15. А.с. 508994 (СССР). Установка для нанесения порош-ковых материалов детонационным методом. Ю.П. Федько.
16. А.с. 539400 (СССР). Устройство для детонационного нанесения покрытий. Ю.А. Харламов.
17. А.с. 769853 (СССР). Устройство для детонационного напыления покрытий. Ю.А. Харламов.
18. А.с. 980318 (СССР). Устройство для детонационного напыления покрытий. Ю.И. Писклов, Ю.А. Харламов.
19. Детонационно-газовая аппаратура для напыления пок-рытий / Ю.А. Харламов, М.Х. Шоршоров, Ю.И. Писклов, Б.Л. Рябошапко. М.: ИМЕТ АН СССР, 1980. 65 с.
20. Харламов Ю.А., Писклов Ю.И., Рябошапко Б.Л. Оп-тимизация конструкции детонационно-газовой устано-вки для нанесения покрытий. Защитные покрытия на металлах, вып. 16. Киев: Наукова думка, 1982, с. 62 – 64.
21. А.с. 705734 (СССР). Устройство для детонационного нанесения порошковых материалов Тверь-2. Л.Т. Гордеева, А.М. Зингер, В.И. Смирнов и др.
22. А.с. 690688 (СССР). Устройство для детонационного нанесения порошковых материалов Тверь-3. Л.Т. Гордеева. А.М. Зингер, В.И. Смирнов и др.
23. А.с. 736442 (СССР). Установка для детонационного нанесения покрытий. Ю.А. Харламов.
24. А.с. 736440 (СССР). Устройство для детонационного напыления покрытий. Ю.А. Харламов.
25. А.с. 752894 (СССР). Детонационная установка для на-пыления покрытий. Ю.А. Харламов.
26. Пути повышения точности автоматического дозирова-ния компонентов детонационно-газовой смеси. А.М. Зингер, Л.Т. Гордеева, В.И. Смирнов и др. детонационные покрытия. Калинин, 1980, с. 42 – 53.
27. А.с. 656252 (СССР). Установка Тверь-1 для детонаци-онного нанесения порошковых материалов. А.М. Зингер, Л.Т. Гордеева, В.И. Смирнов, В.А. Тютяев.
28. А.с. 720859 (СССР). Устройство для детонационного нанесения порошковых материалов/ Л.Т. Гордеева, А.М. Зингер, В.И. Смирнов и др.
29. А.с. 666712 (СССР). Устройство для детонационного нанесения порошковых материалов. Л.Т. Гордеева, А.М. Зингер, В.И. Смирнов, В.А. Тютяев.
30. А.с. 736441 (СССР). Устройство для нанесения покры-тий. Ю.А. Харламов.
