Ефективні теплофізичні властивості порошкових матеріалів за спікання в умовах електронно-променевого нагрівання

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorРоманенко, Ю. М.
dc.contributor.authorСтепанов, О. В.
dc.contributor.authorЛобода, П. І.
dc.contributor.authorБогомол, Ю. І.
dc.date.accessioned2023-08-08T11:09:41Z
dc.date.available2023-08-08T11:09:41Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractПроблематика. Розроблення процесів консолідації порошкових виробів із використанням висококонцентрованих джерел енергії неможливе без детального аналізу теплових умов, що виникають у цих виробах. Мета дослідження. Обрати метод розрахунку теплопровідності пористого тіла, яка буде встановлюватись за різних умов електронно-променевого спікання пресовок молібдену; вивчити вплив параметрів пористої структури на теплопровідність. Методика реалізації. Аналіз спікання в скінченно-елементних розрахунках, задачах теплопровідності для двовимірних і тривимірних доменів, які моделюють реальну пористу структуру пресовки молібдену та регулярну пористу структуру за щільного вкладання сфер. Результати дослідження. Виконано математичний аналіз внеску перевипромінювання до загальної теплопровідності пористого матеріалу. Наведено залежності відносної теплопровідності від пористості матеріалу та відносного радіуса контактів між його частинками. Висновки. За результатами математичного аналізу умов теплообміну в пористій пресовці молібдену для випадку електронно-променевого нагрівання встановлено, що променистий складник теплопровідності пористого тіла з порами порядку 2,5 мкм на чотири порядки менший, ніж кондуктивний складник. За результатами скінченно-елементного моделювання двовимірних і тривимірних пористих об’єктів встановлено значний вплив площі контактів між частинками на їхню інтегральну теплопровідність, особливо за малих розмірів цих контактів. Водночас встановлено практично лінійний вплив пористості на теплопровідність за радіусів контактів між частинками > 0,1 Rчастинки. Показано значний вплив однорідності розподілу контактів у пористому матеріалі на однорідність температурного поля.uk
dc.description.abstractotherПроблематика. Разработка процессов консолидации порошковых изделий с использованием высококонцентрированных источников энергии невозможна без детального анализа тепловых условий, возникающих в этих изделиях. Цель исследования. Выбрать метод расчета теплопроводности пористого тела, которую будут устанавливать при различных условиях электронно-лучевого спекания прессовок молибдена; изучить влияние параметров пористой структуры на теплопроводность. Методика реализации. Анализ спекания в конечно-элементных расчетах, задачах теплопроводности для двумерных и трехмерных доменов, моделирующих реальную пористую структуру прессовки молибдена и регулярную пористую структуру при плотной укладке сфер. Результаты исследования. Выполнен математический анализ вклада переизлучения в общую теплопроводность пористого материала. Приведены зависимости относительной теплопроводности от пористости материала и относительного радиуса контактов между его частицами. Выводы. По результатам математического анализа условий теплообмена в пористой прессовке молибдена для случая электронно-лучевого нагрева установлено, что лучистая составляющая теплопроводности пористого тела с порами порядка 2,5 мкм на четыре порядка меньше кондуктивной составляющей. По результатам конечно-элементного моделирования двумерных и трехмерных пористых объектов установлено значительное влияние площади контактов между частицами на их интегральную теплопроводность, особенно при малых размерах этих контактов. Одновременно установлено практически линейное влияние пористости на теплопроводность при радиусах контактов между частицами > 0,1 Rчастицы. Показано значительное влияние однородности распределения контактов в пористом материале на однородность температурного поля.uk
dc.description.abstractotherBackground. Development of the consolidation processes of powder products using highly concentrated energy sources is impossible without a detailed analysis of the processes of thermal conditions arising in these products. Objective. The aim of the study is to select a method for calculating the thermal conductivity of a porous body, which will be established under various conditions of electron-beam sintering of molybdenum compacts, and to study the effect of the parameters of the porous structure on the thermal conductivity. Methods. An analysis of the sintering process in finite element calculations, in problems of thermal conductivity for two-dimensional and three-dimensional domains, simulating the real porous structure of molybdenum compaction and a regular porous structure with dense packing of spheres is proposed. Results. Mathematical analysis of the contribution of re-radiation to the total thermal conductivity of the porous material is performed. The obtained dependences of the relative thermal conductivity on the porosity of the material and the relative radius of contacts between its particles are presented. Conclusions. According to the results of the mathematical analysis of the conditions of heat transfer in a porous compact of molybdenum for the case of electron-beam heating, it was found that the radiant component of the thermal conductivity of a porous body with pores of the order of 2.5 μm is four orders of magnitude less than the conductive component of its thermal conductivity. Based on the results of finite element modeling of two-dimensional and three-dimensional porous objects, a significant effect of the contact area between particles on their integral thermal conductivity has been established, especially at small sizes of these contacts. At the same time, almost linear effect of porosity on thermal conductivity was established at contact radii between particles > 0.1 Rparticles. A significant influence of the uniformity of the distribution of contacts in a porous material on the uniformity of the temperature field in it is shown.uk
dc.format.pagerangePp. 63-69uk
dc.identifier.citationЕфективні теплофізичні властивості порошкових матеріалів за спікання в умовах електронно-променевого нагрівання / Ю. М. Романенко, О. В. Степанов, П. І. Лобода, Ю. І. Богомол // Наукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал. – 2021. – № 1(132). – С. 63–69. – Бібліогр.: 12 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/kpisn.2021.1.215024
dc.identifier.orcid0000-0003-3877-8646uk
dc.identifier.orcid0000-0002-6601-6852uk
dc.identifier.orcid0000-0003-2012-1080uk
dc.identifier.orcid0000-0001-6633-0078uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/59017
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.relation.ispartofНаукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 1(132)uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.sourceНаукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал, 2021, № 1(132)
dc.subjectтеплопровідністьuk
dc.subjectпористістьuk
dc.subjectелектронно-променеве нагріванняuk
dc.subjectспіканняuk
dc.subjectконтакт між частинкамиuk
dc.subjectтеплопроводностьuk
dc.subjectпористостьuk
dc.subjectэлектронно-лучевой нагревuk
dc.subjectспеканиеuk
dc.subjectконтакт между частицамиuk
dc.subjectthermal conductivityuk
dc.subjectporosityuk
dc.subjectelectron-beam heatinguk
dc.subjectsinteringuk
dc.subjectcontact between particlesuk
dc.subject.udc621.762.53: 51-74uk
dc.titleЕфективні теплофізичні властивості порошкових матеріалів за спікання в умовах електронно-променевого нагріванняuk
dc.title.alternativeЭффективные теплофизические свойства порошковых материалов при спекании в условиях электронно-лучевого нагреваuk
dc.title.alternativeEffective thermophysical properties of powder materials during sintering under electronbeam heatinguk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
215024-531929-1-10-20210528.pdf
Розмір:
737.38 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
1.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 1(132)