Ионно-плазменная установка для обработки поверхности твердых тел в детонационно-газовом потоке
Изучение механизма горения водорода в кислороде. Рассмотрение модели электрода разрабатываемого электролизера с основными размерами. Анализ принципиальной схемы электроискрового преобразователя. Описание этапов разработки ионно-плазменной установки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 23.02.2019 |
| Размер файла | 3,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 621.3
ИОННО-ПЛАЗМЕННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ В ДЕТОНАЦИОННО-ГАЗОВОМ ПОТОКЕ
П.М. Галущак, А. Маяков, А.Н. Пименов, И.Н. Антонов
Саратовский Государственный Технический Университет имени Гагарина Ю.А.
Аннотация
В статье описываются этапы разработки ионно-плазменной установки для обработки поверхности твердых тел в детонационно-газовом потоке.
Ключевые слова: Детонационно - газовая установка, детонация, цепная реация, газотермические покрытия, электролизер, канал технологический.
электрод горение водород плазменный
ION-PLASMA INSTALLATION FOR PROCESSING SURFACE OF SOLIDS IN DETONATION-GAS FLOW
P.M. Galushchak, A. Mayakov, A.N. Pimenov, I.N. Antonov
Saratov State Technical University named after Gagarin Yu. A.
Abstract. The article describes the stages of developing of an ion-plasma installation for processing the surface of solids in detonation-gas flow.
Keywords: detonation gas installation, detonation, the chain reaction, thermal coatings, electrolytic cell, channel technological.
В настоящее время исследованиям в области напыления уделяется значительный интерес.
Напыление - сложный процесс, представляющий собой равномерное осаждение на твердой поверхности изделия тончайшего слоя вещества, которое напыляют. Это делается для того, чтобы придать изделию дополнительную прочность, электропроводность, износоустойчивость или красивый внешний вид. Существуют такие способы напыления, как плазменно-дуговой, газопламенный и детонационно-газовый.
Детонационное напыление -- один из видов газотермического напыления покрытий, принцип которого заключается в нагреве напыляемого материала (обычно порошка) с дальнейшим увеличением его скорости и переносом на напыляемую деталь с помощью продуктов детонации.
В данной работе была разработана модель лабораторной установки для обработки поверхностей в детонационно-газовом потоке. В качестве плазмообразующего газа рассматривалась водородо - кислородная смесь (гремучий газ). На воздухе и в чистом кислороде, водород сгорает, образуя воду при отношении:
(1)
В процессе электролиза образуется гремучая смесь, взрывающаяся при пропускании электрической искры или поджигании.
Прямое взаимодействие молекул водорода и кислорода не происходит, и механизм процесса носит цепной характер (рис.1). Благодаря разветвлению происходит утроение числа активных частиц после каждой пары реакций. Число активных частиц увеличивается лавинообразно.
Рисунок 1. - Механизм горения водорода в кислороде.
Процесс электролиза происходит в электролизере, который состоит из электродов (рис.2) и водяного затвора (рис.3).
Рисунок 2. - Модель электрода разрабатываемого электролизера с основными размерами.
Электроды можно изготовить из нержавеющей стали, никеля, трансформаторного железа. Количество пластин в батарее - . Оно определяется параметрами блока электропитания: его мощностью и максимальным напряжением - из расчета на ячейку.
Рисунок 3. - Общий вид электролизера: 1,2 - стенка; 3 - уплотнитель резиновый; 4 - электрод; 5 - изолятор резиновый; 6 - штуцер; 7 - шланг; 8 - водяной затвор.
Водяной затвор (8) состоит из 2-х емкостей - надежный заслон от распространения пламени по подводящей трубке внутрь электролизера. Промежуточная емкость исключает возможность смешивания электролита и состава водяного затвора в режимах интенсивной работы или под действием или под действием разряжения, возникающего при выключении электропитания. Штуцеры (6) емкостей сделаны из медных трубок диаметром .
Рисунок 4. - Общий вид детонационно-газовой установки: 1 - канал; 2 - головка цилиндра; 3 - гильза; 4 - сопло; 5 - цилиндр; 6,7,8 - паранитовая прокладка; 9 - фланцевое соединение; 10 - станина; 11 - стойка; 12 - шток; 13 - пиноль задней бабки; 14 - стойка; 15 - шайба; 16 - болт.
Выделившийся при электролизе газ истекает в область накопительной камеры (5) через электромагнитный клапан (отверстие в головке цилиндра 2), который открывается через малый интервал времени после включения электролизера. Клапан остается открытым до тех пор, пока в накопительной камере не соберется достаточное количество газа для проведения одного технологического цикла (один выстрел). После заполнения камеры газом клапан закрывается. После закрытия клапана форсунка, находящаяся в технологическом канале (1), открывается и в рабочий канал подается порошок. Между электродами свечи зажигания происходит искровой разряд. Газовая смесь, заполняющая рабочую область накопительной камеры поджигается. В рабочем канале формируется детонационная волна. После чего электромагнитная форсунка подачи порошка в рабочий канал закрывается и отключается электроискровой преобразователь, находящийся в отверстии головки цилиндра (2).
Рисунок 5. - Принципиальная схема электроискрового преобразователя.
Технологический канал предполагает собой два вида исполнения: один канал, как в разрабатываемой установке (рис.6), или канал с револьверной подачей (рис.7). В ней предполагаются каналы разного диаметра, которые могут переключаться между собой. Длина канала и его диаметр влияют на прочность наносимого покрытия.
Рисунок 6. - Технологический канал.
Рисунок 7. - Технологический канал с револьверной подачей.
Высокая скорость и температура частиц порошка при детонационном напылении обеспечивают в несколько раз более высокую прочность по сравнению с другими термическими методами нанесения.
Отрасли применения детонационно-газового напыления: судостроение, добыча газа и нефти, авиамоторостроение, химическая промышленность, машиностроение.
Библиографический список
1. Борисов, Ю.С. Газотермические покрытия из порошковых материалов: справочник/ Ю.С. Борисов [и др.].- Киев: Наукова думка, 1987. - 544 с.
2. Якименко, Л.М. Электролиз воды/ Л.М. Якименко, И.Д. Модылевская, З.А. Ткачек. - М.: Химия, 1970. - 264 с.
3. Зельдович, Я.Б. Теория детонации/ Я.Б. Зельдович, А.С. Компанеец. - М.: Гос. изд-во тех. -теор. литер., 1955. - 261 с.
4. Серов, С. Огонь из воды / С. Серов // Моделист - конструктор. - 1980. - №4. - С. 44 - 45.
Сведения об авторах:
Галущак Полина Максимовна, студентка М2ЭЛЭТ-11 института энергетики и транспортных систем СГТУ имени Гагарина Ю.А.
Маяков Александр, студент М2ЭЛЭТ-11 института энергетики и транспортных систем СГТУ имени Гагарина Ю.А.
Пименов Арсений Николаевич, ассистент кафедры «Электроснабжение и электротехнология»
Антонов Игорь Николаевич, д.т.н., профессор кафедры «Электроснабжение и электротехнология»
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет параметров электрохимической обработки детали. Изучение процессов на поверхности твердого тела при вакуумном ионно-плазменном напылении порошка борида циркония. Анализ показателей температурных полей при наплавке покрытия плазменно-дуговым методом.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 06.12.2013Технология электронно-лучевой обработки конструкционных материалов. Электронно-лучевая плавка и сварка металлов. Лазерная обработка материалов и отверстий. Ионно-лучевая обработка материалов. Ионно-лучевые методы осаждения покрытий и ионная литография.
реферат [1,3 M], добавлен 23.06.2009Воздушно-плазменная резка металлов и сплавов, ее физическая основа, достоинства метода. Схемы плазмообразования, описание оборудования и отличительные особенности этого вида резки. Параметры, влияющие на скорость резки. Расчет экономической эффективности.
доклад [713,0 K], добавлен 08.12.2010Понятие физической абсорбции, теоретические основы разрабатываемого процесса. Основные технологические схемы для проведения химической реакции. Обоснование и описание установки, подробный расчёт абсорбера, теплообменника и вспомогательного оборудования.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.10.2011Общий процесс плазменной обработки материалов низкотемпературной плазмой, генерируемой дуговыми или высокочастотными плазматронами. Принцип действия плазменных горелок. Способы газовой стабилизации, теплоизоляции и сжатия дуги. Основные виды плазмотронов.
реферат [679,7 K], добавлен 24.02.2011Виды сварки с применением давления, механической и тепловой энергии. Основные параметры, используемые в процессах плазменной обработки. Физический принцип и технология плазменной резки металла. Ее основные преимущества. Схема режущего плазмотрона.
реферат [1,1 M], добавлен 19.01.2015Описание принципиальной схемы и техническая характеристика машины. Автоматизация холодильной установки, компрессорной и конденсаторной групп, испарительной системы. Требования техники безопасности. Эксплуатация и техническое обслуживание установки.
курсовая работа [35,4 K], добавлен 24.12.2010Технологический процесс концентрирования жидких растворов нелетучих веществ путем частичного удаления растворителя испарением при кипении жидкости. Описание технологической схемы выпарной установки, расчет основного аппарата и поверхности теплопередачи.
курсовая работа [51,2 K], добавлен 10.11.2010Методики проектирования электрода-инструмента для прошивки отверстия методом электроэрозионной обработки. Анализ обрабатываемого материала - сталь У10А. Расчет технологических параметров обработки. Операционный маршрут изготовления электрода-инструмента.
курсовая работа [314,4 K], добавлен 28.01.2014Анализ технологического процесса. Уровень автоматизации работы смесительной установки. Алгоритм производственного процесса. Описание функциональной схемы автоматизации дозаторного отделения, принципиальной электрической схемы надбункерного отделения.
контрольная работа [14,2 K], добавлен 04.04.2014Описание действия установки для разделения бинарной смеси этанол - вода. Составление и описание технологической схемы ректификационной установки, расчет основного аппарата (колонны), подбор вспомогательного оборудования (трубопроводов и обогревателя).
курсовая работа [480,7 K], добавлен 08.06.2015Современная паротурбинная установка как сложный комплекс агрегатов. Знакомство с основными особенностями паровой турбины типа К-5-3,5, анализ сфер использования. Характеристика этапов разработки продольного и поперечного разрезов рассчитываемой турбины.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 20.11.2014Сущность метода электроэрозионной обработки. Анализ моделей электроискрового процесса и программных средств. Разработка программного комплекса и проведение эксперимента. Расчет стоимости работ, затрат покупателя и экономической эффективности продукта.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 26.08.2011Теоретическое изучение выпаривания - термического процесса концентрирования растворов нелетучих твердых веществ при кипении и частичном удалении жидкого растворителя в виде пара. Последовательность проектирования многоступенчатой выпарной установки.
учебное пособие [944,7 K], добавлен 14.12.2010Системы теплообмена установок первичной переработки нефти. Методы решения задачи синтеза тепловых систем. Разработка компьютерной модели технологического процесса теплообмена. Описание схемы и общая характеристика установки ЭЛОУ-АТ-6 Киришского НПЗ28.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 10.07.2015Ионный источник - устройство для получения направленных потоков (пучков) ионов. Типовые схемы ионно-лучевой обработки поверхностей и объектов в вакууме. Разработка технологического процесса сборки источника очистки ионного. Принцип работы устройства.
курсовая работа [790,7 K], добавлен 02.05.2013Рассмотрение способов повышения технической вооруженности автотранспортного производства путем оснащения его в достаточном количестве прогрессивным оборудованием. Знакомство с основными этапами проектирования участка плазменной наплавки дорожной техники.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 13.12.2013Исследование проблемы снабжения судов пресной водой. Описание тепловой схемы опреснительной установки. Ознакомление с результатами теплового расчёта греющей батареи. Рассмотрение схемы жалюзийного сепаратора. Изучение особенностей выбора насосов.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 19.03.2019Назначение распределительных холодильников. Расчет и подбор холодильного оборудования, разработка принципиальной схемы холодильной установки и ее автоматизация. Проект машинного и насосного отделения, вспомогательных помещений, наружной площадки.
курсовая работа [99,3 K], добавлен 23.08.2011Основы гидроочистки топлив. Использование водорода в процессах гидроочистки. Требования к качеству сырья и целевым продуктам. Параметры гидроочистки, характеристика продуктов. Описание установки гидроочистки Л-24-6. Технологическая схема установки Г-24/1.
курсовая работа [305,2 K], добавлен 19.06.2010
