Коэффициенты восстановления скорости при ударе твердых частиц газовзвеси о поверхность тела

• Автор: Лашков, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 379 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ГАЗОВЗВЕСИ С ПОВЕРХНОСТЬЮ ТЕЛА ПРИ ВЫСОКИХ
СКОРОСТЯХ
1Л. Эрозия поверхности под воздействием ударов твердых частиц
1.2. Силовое взаимодействие твердых частиц с преградой
1.3. Исследование тепловых потоков от ударов твердых частиц на теле в условиях обтекания газовзвесью
1.4. Выводы
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА НА ТЕЛО. МЕТОДИКА
И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Экспериментальная установка
2.2. Характеристики твердой фазы
2.3. Средства диагностики и результаты исследований основных параметров двухфазных струй
2.3.1. Измерение параметров газововой фазы
2.3.2. Исследование скорости твердых частиц и концентрации твердой фазы в рабочем потоке
2.4. Исследования силового воздействия двухфазного потока на различные тела
2.4.1. Методика измерения силы воздействия на модель только твердых частиц
2.4.2. Экспериментальное исследование сопротивления конуса и клина в двухфазном потоке

2.4.3. Специальное устройство для измерения силового воздействия на модель только твердых частиц двухфазного потока
2.4.4. Экспериментальное исследование аэродинамического сопротивления цилиндра и сферы в двухфазном потоке
2.5. Выводы
3. КОЭФФИЦИЕНТЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЧАСТИЦ ГАЗОВЗВЕСИ ПРИ УДАРЕ О ПОВЕРХНОСТЬ. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Обоснование методики измерений коэффициентов восстановления скорости твердых частиц
3.2. Взаимное влияние газовой и твердой фаз в возмущенной зоне течения около тела
3.3. Защитный эффект отраженных частиц и продуктов эрозии
3.4. Влияние шероховатости поверхности на коэффициенты восстановления скорости
3.4.1. Исследование влияния профиля поверхности на величину коэффициентов восстановления скорости
3.4.2. Оценка глубины внедрения налетающей частицы
3.4.3. Оценка вероятности падения налетающей частицы в кратер, оставленный другой частицей
3.5. Требования к условиям проведения экспериментов
3.6. Результаты экспериментального исследования коэффициентов восстановления скорости твердых частиц
3.7. Использование коэффициентов восстановления скорости для расчета коэффициента силы сопротивления сферы от воздействия твердых частиц газовзвеси
3.8. Выводы

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЧАСТИЦ ГАЗОВЗВЕСИ
4.1. Поиск основных критериев, определяющих поведение коэффициентов восстановления
4.2. Коэффициент восстановления скорости при прямом ударе
4.3. Удар недеформируемой сферы под углом к поверхности
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А - Связь физической плоскости с плоскостью
комплексного потенциала
Приложение В - Связь координат физической плоскости с
координатами плоскости комплексного потенциала
Приложение С - Вывод выражений, описывающих компоненты скорости газа около клина

единицы объема (износ вследствие повторной деформации или хрупкий износ); Ф - энергия, необходимая для удаления единицы объема (износ в результате срезания микростружки).
Последняя формула включает концепции о существовании критического значения скорости частицы, ниже которого прекращается хрупкая эрозия, и минимального эффективного значения угла атаки, ниже которого прекращается пластическая эрозия.
Практическое использование этой модели затруднено определением таких величин как в, к, цр, Ф, поскольку не удается однозначно определить их зависимость от известных механических свойств частиц и эродируемой поверхности. В связи с этим можно считать их параметрами, характеризующими износостойкость материалов, и определять из экспериментов по эрозии так, как это сделано, например, в работе [149].
Шелдон и Кенер [166] исследовали механизм эрозии пластичных материалов под действием одиночных частиц. Кроме того, они разработали метод описания деформации и наблюдаемого влияния механической обработки, используя теорию внедрения и уравнение баланса энергии. Полученное ими выражение для потерь объема вследствие эрозии имеет вид
где <3 - диаметр (сферической) частицы, рр - плотность материала частиц, Н -твердость материала по Виккерсу.
Если в этой модели перейти к безразмерным параметрам, то получим
Таким образом, потери объема описываются безразмерным параметром, который характеризует отношение сил инерции частицы к силам сопротивления внедрению
V = к (б3 • Уд -р^ /Н*),