Повышение производительности процесса плазменно-дугового нанесения покрытий на тела вращения

• Автор: Чуркин, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 103 с. : ил.

1 .Анализ исследований в области создания плазмотронов для нанесения
покрытий повышенной производительности.
1.1 Состояние исследований в области нанесения покрытий
1.2. Существующие способы плазменного нанесения покрытий.
1.2.1. Газопламенные методы нанесения покрытий
1.2.2. Технология холодного газодинамического напыления
1.2.3 Детонационные методы нанесения покрытий
1.2.4. Электродуговые методы нанесения покрытий
1.2.5. Плазменные методы нанесения покрытий
1.3. Выводы
2. Сравнительный анализ процессов в струе плазмы с вольтодобавкой.
2.1. Цели и задачи сравнительного анализа
2.2. Методики расчета температуры и скорости в струе плазмы
с вольтодобавкой
2.2.1. Двумерное уравнение баланса энергии (УБЭ)
2.2.2. Электромагнитная задача для дугового плазмотрона для напыления (ЭмЗ)
2.2.3. Уравнение движения (УД)
2.2.4. Уравнение неразрывности (УН)
2.3. Граничные условия для дуги в канале плазмотрона и во внешней области
2.3.1 Граничные условия для решения УБЭ
2.3.2. Граничные условия для решения ЭмЗ
2.3.3. Граничные условия для УД и УН
2.4. Метод контрольного объема (МКО)
2.4.1. Основные положения МКО
2.4.2. Неравномерная расчетная сетка
2.5. Дискретные аналоги (ДА) для математического моделирования
2.5.1. ДА для УБЭ
2.5.2. ДА для ЭмЗ
2.5.3. ДА для УД
2.5.4. ДА для УН
2.6. Уравнения поправки давления и скорости
2.7. Порядок расчета
2.8. Результаты теоретических исследований струи плазмы воздушно дугового плазмотрона при различных значениях вольтодобавки и режимах работы плазмотрона
2.9. Вычисление интегральных параметров плазмы
2.10. Расчет нагрева частиц порошка струи плазмы с вольтодобавкой, загруженной различными материалами
2.10.1. Влияние частиц на параметры и свойства плазменной струи, обратное влияние плазмы на частицы
2.10.2. Нагрев одиночной частицы в плазменной струе
2.10.3. Модель слоя частиц, «возникающих» в плазме
2.10.4. Весовая загрузка плазменной струи и концентрация частиц
2.10.5. Расчет скорости плазменной струи, загруженной большим количеством мелких твердых частиц
2.10.6. Расчет температуры плазменной струи, загруженной большим количеством мелких твердых частиц
2.11. Выводы
3. Методика проведения экспериментальных исследований
3.1. Методика исследований энергетических характеристик плазмотрона

3.2. Результаты измерения энергетических свойств плазмотрона
3.3. Методика исследования свойств воздушной плазменной струи
3.3.1. Методики измерения температуры плазмы
3.3.2. Методики измерения скорости плазмы
3.3.3. Результаты измерения температуры и скорости плазменной
струи
3.3.4. Методика измерения скорости напыляемых частиц
3.3.5. Результаты измерения скорости напыляемых частиц

3.3.6. Методики измерения производительности процесса напыления
3.3.7. Методика исследования свойств плазменных покрытий,
3.3.8. Результаты исследования свойств плазменных покрытий
3.4. Выводы
Заключение
Список литературы

Окончательно ДА иг для внутреннего КО объема для дугового плазмотрона для напыления выглядит следующим образом:
ам -«гм =аЕ -«гЕ + а¥ -и% +ак -иГи +а8 -иГ8 +ЬМ +(р3 -рп)-Д8м, (2.47)

аЕ =°е 'А(]Ре|)+тах(-Ре,0) аш -А(]Рте|)+тах(0,Р№) ах = Оп ' А(|рп|)+ тах(- Рп ,0) а5 ’А(|Р8|)+тах(0,Р5)
аМ = аЕ +аУ +аЧ +аБ _^рМ ' АУ
Ьм = 8сМ • АУ
Для получения ДА УД нф внутреннего контрольного объема проинтегрируем (2.14) уравнение по внутреннему контрольному объему. Интегрирование этого уравнения производится аналогично интегрированию УД для щ.
Окончательно ДА г>ф для внутреннего КО объема для дугового плазмотрона для напыления выглядит следующим образом:
ам • иФм ='аЕ • ЧрЕ + аV • + ан • *4 + аз • «ф5 + Ьм + (р5 - Рп)• Л8М
(2.46)

аЕ ‘ А(|Ре |) + тах(- Ре ,0)
а№ = • а{Р№|)+ тах(0,Р№)
ак =БП • А(|РП |)+тах(- Рп ,0) аэ ‘ а(]Р8 |)+ тах(0, Р3)
аМ ~ аЕ а +аИ +а8 _^рМ ' АУ
Ьм - 8сМ • ДУ