Генерування потоків плазми складних газових систем та керування їх енергетично-просторовими параметрами в процесах нанесення покриття
| dc.contributor.author | Пащенко, Валерій Миколайович | |
| dc.contributor.degreedepartment | інженерії поверхні | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | зварювальний | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-12-01T11:36:50Z | |
| dc.date.available | 2015-12-01T11:36:50Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | Dissertation for the degree of doctor of technical sciences, specialty 05.03.06 - welding and related processes and technologies. - National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2015. The dissertation deals with important scientific and technical problems of increasing process efficiency plasma deposition of functional coatings through rational use of energy and material resources in the process of gas powder flows and improvement of physical and mechanical properties of the coating deposition with increased productivity. Plasma generators of basic structural arrangements that work in the air and mixtures of air and hydrocarbon gases are investigated. The mechanism of converting incoming flow energy into the plasma jet and the impact of hydrocarbon component of the process of generating plasma is described. The resulting criteria equations that connect the main power characteristics of plasma torches and their regime and design parameters are presented. Spatial distribution of temperature, speed and enthalpy fields jets of plasma N-O and N-O-C-H and their dependence on plasma generation conditions were studied. Results were generalized by criteria equations that correspond the problem of coordination modes of energy materials processing characteristics of the plasma generator. Proposed and explored new ways of managing the process of formation of plasma and gas powder flows through the application of external magnetic fields and profiling arc channel. On the basis of scientific research the main requirements for generators plasma jets and characteristics that they generate as well as plasma torches designed and managed the construction of plasma systems for coating processes are proposed. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.03.06 – сварка и родственные процессы и технологии. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2015. Диссертация посвящена решению важной научно-технической проблемы повышения эффективности процессов плазменного нанесения функциональных покрытий за счет рационального использования энергетических и материальных ресурсов в процессе формирования газопорошковых потоков, улучшения физико-механических свойств полученных покрытий и повышения производительности напыления. Исследованы плазменные генераторы основных конструктивных схем, применяемые в технологиях нанесения покрытий, и использующие в качестве плазмообразующих веществ воздух и смеси воздуха с углеводородными газами. Установлен механизм преобразования входных потоков энергии при комбинированном ее подводе в энергию плазменной струи и влияние углеводородного компонента на процесс генерации плазмы. Показано принципиальное отличие процесса формирования плазменной струи при комбинированном подводе энергии (электрической и энергии горючего газа) от процесса формирования плазменной струи в случае одноканального ввода электрической энергии. Показано, что большая часть энергии горючего газа выделяется за пределами конструкции генератора плазмы, непосредственно в плазменной струе при подсасывании окружающего воздуха. Темп падения температуры и скорости во всем объеме потока плазмы при этом существенно снижается. Получены критериальные уравнения, связывающие основные энергетические характеристики плазмотронов основных конструктивных схем с режимными и конструктивными параметрами. Исследовано пространственное распределение температурных, скоростных и энтальпийных полей струй плазмы систем N-O и N-O-C-H и зависимость этих распределений от условий генерации плазмы. Результаты обобщены критериальными уравнениями, которые позволяют решать проблему согласования энергетических режимов обработки материалов с характеристиками генератора плазмы. Предложены и исследованы новые способы управления процессом формирования плазменного и газопорошкового потоков путем применения внешних магнитных полей и профилирования дугового канала. Показана возможность управления пространственным положением потока плазмы путем наложения внешних поперечных магнитных полей. Взаимодействие внешнего поля с дугой приводит к изменению ее положения относительно стенок дугового канала, смещению температурных и скоростных максимумов газового потока относительно оси канала и, как следствие, несимметричному истечению сформированной плазменной струи. Суммарный угол отклонения лежит в диапазоне (6о – 12о). Применение вращающегося магнитного поля позволяет увеличить мощность плазмотрона за счет повышения напряжения на дуге, выровнять распределение температурных и скоростных полей, увеличив при этом активный объем плазменной струи. Показана принципиальная возможность совмещения каналов массопереноса газовой и твердой фаз двухфазного потока в процессах нанесения покрытий при радиальной подаче напыляемого материала в условиях применения внешнего магнитного поля. Оптимизация условий нагрева порошка повышает коэффициент использования дисперсного материала, улучшает физико-механические характеристики полученных покрытий. Показана принципиальная возможность напыления покрытий в сложных газовых системах с попутным синтезом ультрадисперсных упрочняющих фаз. На основе проведенных научно-исследовательских работ сформулированы основные требования к генераторам плазмы и характеристикам струй, которые они генерируют, разработаны конструкции плазмотронов и управляемых плазменных систем для процессов нанесения покрытий. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – зварювання та споріднені процеси і технології. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2015. Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-технічної проблеми підвищення ефективності процесів плазмового нанесення функціональних покриттів за рахунок раціонального використання енергетичних та матеріальних ресурсів в процесі формування газопорошкових потоків, покращання фізико-механічних властивостей отриманих покриттів та підвищення продуктивності напилення. Досліджені плазмові генератори основних конструктивних схеми, які працюють на повітрі та сумішах повітря та вуглеводневих газів. Виявлений механізм перетворення вхідних потоків енергії в енергію плазмового струменя та вплив вуглеводневого компонента на процес генерації плазми. Отримані критеріальні рівняння, що пов’язують основні енергетичні характеристики плазмотронів та їх режимні та конструктивні параметри. Досліджений просторовий розподіл температурних, швидкісних та ентальпійних полів струменів плазми систем N-O та N-O-C-H та їх залежність від умов генерації плазми. Результати узагальнені критеріальними рівняннями, які дозволяють вирішувати проблему узгодження енергетичних режимів обробки матеріалів із характеристиками генератора плазми. Запропоновані та досліджені нові способи керування процесом формування плазмового та газопорошкового потоків шляхом застосування зовнішніх магнітних полів та профілювання дугового каналу. На основі проведених науково-дослідних робіт сформульовані основні вимоги до генераторів плазми та характеристик струменів, які вони генерують, розроблені конструкції плазмотронів та керованих плазмових систем для процесів нанесення покриттів. | uk |
| dc.format.page | 39 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/14094 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 621.791.927.6+621.793 | uk |
| dc.title | Генерування потоків плазми складних газових систем та керування їх енергетично-просторовими параметрами в процесах нанесення покриття | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | doctor | uk |
| thesis.degree.name | доктор технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.03.06 – зварювання та споріднені процеси і технології | uk |