Численное исследование теплофизических и газодинамических процессов при электроплазменном напылении покрытий на деталях ЭВП и дентальных имплантатах

• Автор: Коромыслова, Ольга Анатольевна
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 145 с. : ил

Обозначения
Сокращения
ЭВП - электровакуумные приборы,
ЭПН - электроплазменное напыление,
ЛТР - локальное термодинамическое равновесие,
МКЭ - метод конечных элементов,
МКР - метод конечных разностей.
Латинские буквы
В -вектор магнитной индукции, 7л;
С - относительная концентрация напыляемых частиц, %; Ср - удельная теплоемкость, Дне /[кг-Щ;
С^. - эффективная теплоемкость, Дне / (кг • К};
7) - коэффициент диффузии, м /с;
Г)с- диаметр сопла электроплазмотрона, мм;
йс- диаметр отверстия сопла электроплазмотрона, мм;
В- диаметр, мм;
7) - вектор индукции электрического поля, Гн е- заряд элементарный, Кл;
Е - вектор напряженности электрического поля, В/м
77 - вектор напряженности магнитного поля, А/м;

§ - вектор ускорения свободного падения, м/с ;
б -расход газа, л/мин; к - энтальпия, Дж/кг;
I- сила тока, А;
”• 2 } - вектор плотности объемного тока, А/м ;
К- теплота парообразования, Дж/кг;
к- постоянная Больцмана, Дж/К;
Ь- дистанция напыления, мм;
т- масса, кг;
Ат - изменение массы, кг;
пе- концентрация электронов, 1/см3',
Р- мощность, Вт-, р- давление, Н/м2;
Ре - парциальное давление электронов, Н/м ; Q- плотность теплового потока, Вт/м2', q- количество теплоты, Дж;
Я- радиус, м;
А- площадь, м2;
Т- температура, А;
Тп л- температура плавления, К;
Тк - температура кипения, К
^ - время, с;
и - скорость течения в направлении оси х, м/с; V- объем, 1/м ;
V - вектор скорости, м/с;
Греческие буквы

сс - коэффициент теплоотдачи, Вт / (м ■ К); у - электропроводность, 1 / [Ом / м);
Е - интегральная излучательная способность, постоянная электрическая, Ф/м;

V - коэффициент динамической вязкости, Н-с!м В - коэффициент кинематической вязкости, м /с;
1 - теплопроводность, Вт /(м-К);
р - теплота плавления, Дж/кг;
//0- постоянная магнитная, Гн/м;
V - скорость течения в направлении оси у, м/с; р - плотность, кг/м ;

а- постоянная Стефана-Больцмана, Вт /(м -К ) %■ - потенциал ионизации, эВ;
V - излучательная способность, Вт/см .

И1 = ТА(а-+Ь-х+с1у)

7 2 А
а лЪ .х+с .у 7 7
У’т ~ 2А +^тХ + смУ)>

= х;Ут ~ хтУу. а/ = хтУ[ ~ х1Ут> ада = V/ ~ Х]У1 > ъ1=У]-Ут’ Ь]-=Ут-Уг’ ьт=У1~Уу
С1 ~ хт ~ xj ’ ~ Х1 ~ хт ’ °т ~ xj ~ Х1 •
Таким образом, для любых конечных элементов <р можно представить как ^(х,;у) = [77(х,т)] {Ф} , (2.35)
где [Л'(х,_р)]- функции формы конечного элемента,
{Ф} - вектор узловых значений (р, определяемый в ходе решения задачи. Подставляя новую аппроксимацию (р в выражение (2.33) получим:
| |{^}(ЦЛГ]{Ф}-{Т})&+
с--1 Xе
+ 2[ 1 {Ф} - Ц })<Г +
+Д [ {Х}(/(2[#]{Ф} - {Л2})Л- + (2.36)
? | !лг}(^3[Х]!Ф}-{Тз})лч-Г
+1Л {Х!(^4[Х] {ф} - >)<г=о
Однако вычислять данные интегралы в глобальной системе координат (х,у) не всегда возможно, поэтому имеет смысл перейти к локальной (местной) системе координат, связанной с конечным элементом, а именно: