Повідомлення про захист дисертації

10 жовтня 2008 року на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.182.01 при Інституті електрозварювання ім. Є.О.Патона НАН України відбудеться захист дисертації Зацерковного А.С. на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 - «Зварювання та споріднені процеси і технології».

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАН України за адресою: 03680, м. Київ, вул. Боженка,11.

АНОТАЦІЯ

Зацерковний А. С. Моделювання процесів теплообміну струменя низькотемпературної плазми з частинками дисперсного матеріалу, що випаровуються та екзотермічно реагують. – Рукопись.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.03.06 – «Зварювання та споріднені процеси і технології». – Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, Київ, 2008.

Дисертаційна робота присвячена теоретичному дослідженню і математичному моделюванню теплової та динамічної взаємодії плазмового струменя з частинками дисперсних матеріалів в умовах плазмового напилювання покриттів. Запропоновано теоретичні моделі для розрахунку теплообміну напилюваної частинки з багатокомпонентною плазмою шляхом врахування енергетичного внеску іонних і електронних теплових потоків та екзотермічної реакції між компонентами композиційної частинки.

Створено обчислювальні алгоритми та розроблено програмне забезпечення, за допомогою якого виконано детальне комп'ютерне моделювання руху і нагрівання як гомогенних (металевих) частинок з урахуванням випаровування іхнього матеріалу, так і композиційних екзотермічно реагуючих частинок у плазмовому струмені.

З метою верифікації запропонованих математичних моделей було проведено серію натурних експериментів з напилювання композиційного порошку Ni-Al. За допомогою отриманих експериментальних даних були визначені параметри моделі руху частинок і розрахований параметр, що характеризує швидкість протікання екзотермічної реакції в їх об'ємі. Розроблені математичні моделі руху і нагрівання можуть бути адаптовані для широкого діапазону режимів параметрів плазмового напилювання, а також для композиційних порошків різного складу та структури.

Созданы вычислительные алгоритмы и разработано соответствующее программное обеспечение, с помощью которого выполнено детальное компьютерное моделирование движения и нагрева как гомогенных (металлических) испаряющихся, так и композиционных экзотермически реагирующих частиц в плазменной струе.

Ключові слова: плазмове напилювання, багатокомпонентна плазма, процеси теплообміну, композиційні частинки, екзотермічна реакція синтезу інтерметаліду, математична модель.

Abstract

Zatserkovny A. S. Modeling the processes of heat exchange between low-temperature plasma jet and evaporating and exothermically reacting finely dispersed particles. – Manuscript.

The thesis for a Candidate of Technical Sciences degree in speciality 05.03.06 “Welding and Related Processes and Technologies” – E.O.Paton Electric Welding Institute of the NAS of Ukraine, Kyiv, 2008.

The work is devoted to the theoretical study and mathematical modeling of heating and motion of evaporating finely dispersed metal particles injected into plasma jet during the plasma spraying process. The theoretical models for the heat exchange between multi-component plasma and spray particles have been developed taking into account the effect of the ion and electron heat fluxes as well as the exothermic reaction inside the composite particle.

The near-surface plasma is assumed non-isothermal and multi-component, implying that it contains atoms and ions of the evaporated material along with plasma gas particles. The method for evaluating near-surface plasma parameters in diffusive and convective evaporation modes is discussed. Convective, conductive and radiative heat exchange, potential and kinetic energy of charged plasma particles as well as heat losses due to spray particle material evaporation and SHS reaction between the composite particle components are considered to evaluate the resultant heat transfer from plasma into the particle.

The numerical algorithms and software for computer modeling of heating and motion of the homogeneous evaporating particles and composite exothermically reacting particles in plasma jet have been created.

The series of experiments on depositing the composite Ni-Al powder were conducted to verify the mathematical models under consideration. The obtained experimental data were used to calculate the propagation rate parameter of the exothermic reaction inside the spray particle. The mathematical models of heating and motion of the composite particles of different structure and composition have proved to be valid for the large set of plasma spraying process parameters.

Key words: plasma spraying, multi-component plasma, heat exchange, composite particles, SHS reaction, mathematical model.