+
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАСЧЕТ ГИДРОДИНАМИКИ В СТРУЙНОМ НАСОСЕ
стр.5-15
С.Ю. Битюцких, Е.К. Спиридонов
Выполнен обзор исследований струйного насоса. Показано, что его расчет основывается, как правило, на квазиодномерных моделях, базирующихся на уравнениях баланса расходов, энергии, количества движения. Одномерные теории устанавливают взаимосвязь параметров потоков на входе и выходе аппарата и его составных частей. Определение распределения параметров вдоль эжектора не представляется возможным. Это затрудняет, с одной стороны, более полное понимание рабочего процесса, а с другой - оптимальное профилирование проточной части аппарата. Метод CFD позволяет детально проанализировать рабочий процесс насоса. Об этом свидетельствуют публикации, посвящённые исследованию влияния формы проточной части на энергетические и кавитационные характеристики насоса. Целью настоящей работы являлось получение численной модели течения жидкости в проточной части струйного насоса, определение полей скорости и давления в области вовлечения пассивной среды в спутное со струей движение. Представлены материалы лабораторных испытаний струйного насоса и численная модель течения жидкости. Модель основывалась на уравнениях: неразрывности; Навье-Стокса; переноса кинетической энергии турбулентности к и относительной скорости диссипации е этой энергии. Численная модель решалась в программном комплексе ANSYS Fluent. Лабораторные испытания струйного насоса проводились на стенде в лаборатории кафедры «Гидравлика и гидропневмосистемы» ЮУрГУ. Струйный насос выполнен с коническим соплом, открытой приемной камерой, цилиндрическо-диффузорной смесительной камерой, диффузором. В опытах измерялись объемные расходы активного и общего потоков жидкости; статические давления перед соплом, на входе в смесительную камеру и выходе из насоса; температура жидкости. Сопоставлены результаты лабораторного и численного исследований. Доказана правомерность предложенной численной модели течения жидкости в проточной части струйного насоса. Рассчитаны поля скорости и давления в приемной и смесительной камерах насоса при нескольких противодавлениях. Доказано, что последнее влияет не только на распределение скорости и давления в смесительной камере, но и в приемной на участке от среза сопла до входного сечения камеры смешения. При этом наибольшая неравномерность распределения давления наблюдается в плоскости среза сопла, а скорости - во входном сечении смесительной камеры. Струйное течение активного потока в приемной камере является неизобарическим. Наибольший локальный провал давления наблюдается у кромок сопла, что при равенстве минимального давления значению давления насыщенных паров приводит к генерации пара и кавитационным явлениям в струйном насосе.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МЕТОД МАЛОИЗНОСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
стр.16-27
Р.Ф. Калимуллин, С.Ю. Коваленко
Представлена концепция повышения долговечности автомобильных двигателей методом малоизносной эксплуатации на основе разработанного комплекса теоретикометодических, технических и расчетно-экспериментальных решений контроля и управления смазочным процессом в подшипниках коленчатого вала. Разработан и экспериментально проверен комплекс методик малоизносной эксплуатации автомобильных двигателей. Подробно описана методика определения малоизносных режимов нагружения двигателей с помощью разработанной авторами автоматизированной системы оценки смазочного процесса. Установлены экспериментальные закономерности изменения износостойкости подшипников коленчатых валов в зависимости от нагрузочно-скоростного режима работы дизельного двигателя КамАЗ-740.14-300. Сделан вывод, что максимальная износостойкость подшипников обеспечивается при нагружении двигателя на режимах в диапазонах частот вращения коленчатого вала от 45 до 60 % и крутящего момента на коленчатом валу от 10 до 30 % от номинальных значений. Установлено, что в условиях реального городского и загородного движения автобус НефАЗ-5299-08 с двигателем КАМАЗ движется с оптимальными скоростями, соответствующими максимальной износостойкости подшипников коленчатого вала, в среднем в 20 % случаях, а повышенной износостойкости (рациональными) - в среднем по всем передачам в 52 %. Это свидетельствует о том, что имеется резерв повышения долговечности за счет преимущественной эксплуатации двигателей автотранспортных средств на малоизносных режимах. В целом, при движении автобуса на малоизносных рациональных скоростях увеличение долговечности в среднем составило бы 16,1 %, а на малоизносных оптимальных - 33,8 %. Новый метод определения малоизносных условий эксплуатации автомобильного двигателя требует существенно меньших трудовых, временных и материальных ресурсов, чем при использовании традиционных методов определения параметров процесса изнашивания пар трения. Обеспечение малоизносной эксплуатации двигателей автобусов и автомобилей в автотранспортных предприятиях возможно, например, за счет обучения водителей малоизносным способам запуска и прогрева, а также вождения.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
МОДИФИКАЦИЯ СВОЙСТВ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИНТЕНСИВНЫМИ ПОТОКАМИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ И ПЛАЗМЫ
стр.28-55
А.Я. Лейви, К.А. Талала, В.С. Красников, А.П. Яловец
Приведен анализ современного состояния экспериментальных и теоретических исследований по модификации конструкционных материалов интенсивными потоками заряженных частиц и плазмы с плотностями мощности 0,1-1000 МВт/см2. Показано, что плотность вложенной в мишень энергии и длительность облучения являются главными факторами, определяющими спектр протекающих в веществе процессов. Возможна реализация двух режимов облучения: докритического и закритиче-ского. В докритическом режиме облучения вещество мишени остается в твердом состоянии или же переходит в жидкое, в закритическом режиме происходит формирование плазменного факела и его последующий разлет со скоростью более 103 м/с. Переход от докритического к закритическому режиму носит пороговый характер. Обсуждаются механизмы формирования полей механических напряжений в облучаемой мишени, которые представляют собой распространяющуюся со скоростью звука ударную волну, а также локализованные вблизи облучаемой поверхности напряжения, обусловленные неоднородным по объему полем температур. Описана природа явлений сглаживания микрорельефа облучаемой поверхности и образования на ней микрократеров. Показано, что проявление того или иного явления определяется режимом облучения. Проведен анализ явления массопереноса за счет процессов диффузии, термокапиллярной конвекции и развития неустойчивости Рихтмайера-Мешкова в зависимости от режима облучения. Облучение твердых тел приводит к увеличению плотности дислокаций, в основном, за счет сдвиговой составляющей локализованных напряжений. Уменьшение длительности облучения приводит к более высоким скоростям деформаций, что вызывает более эффективную наработку дислокаций из-за более высоких значений сдвиговых напряжений.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
FIBER-REINFORCED COMPOSITE WORKPIECE SURFACE QUALITY IMPROVEMENT IN MACHINING BY MILLING-CUTTER WITH OPPOSITE CUTTING EDGES USING SPH-METHOD SIMULATION
стр.56-62
I.A. Shchurov, A.V. Nikonov
Unidirectional fiber-reinforced composite workpieces are often machined in practice. During such cutting process stronger fibers are bended more than weaker matrix and an interfacial debonding between them is occurred under machined surface. It deteriorates working properties of composite and so debonding reduction is a vital technological problem. One of the perspective ways to diminish such debonding is to substitute the orthogonal cutting by the oblique one. This decision is confirmed by known practice of milling cutter design. Milling cutters with the continuous helix edges and with interrupted ones with a large tool cutting edge angle are often used. In this case fiber deformations in a cutting zone are significant. To diminish such deformations the hypothesis about efficient use of opposite cutting edges location with a large tool cutting edge inclination is assumed. This hypothesis is checked by using of SPH method with micro-simulation of cutting of metal-matrix composites (steel fibers and aluminum alloy matrix). Johnson-Cook approach is used for both materials. Obtained qualitative deformation pictures confirm this hypothesis. On this basis a new milling cutter design with tool major cutting edges located as a chevron on a cylindrical surface with alternate arrangement is suggested. Computer simulation of such edges operation shows minimal fibers deformations in cutting zone. At the same time, undesired excessive chip packing in a zone between the adjacent cutting edges is not observed. The obtained results are preliminary considering the limited computer model size and no experiment verification made.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ СТРУКТУРОЙ И СВОЙСТВАМИ ЭЛЕКТРОДОВ-ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ РЕЗКИ СИСТЕМ «МЕДЬ - МЕТАЛЛ» И «МЕДЬ - ГРАФИТ»
стр.63-71
С.А. Оглезнева, Н.Д. Оглезнев, Л.Д. Сиротенко
Целью исследования было установление зависимости относительного износа электрода от его структуры и разработка материалов для электродов-инструментов с улучшенными характеристиками. Рассмотрены требования к электродам-инструментам для электроэрозионной прошивки. Композиционные материалы на основе меди с различным содержанием тугоплавкой фазы изготовлены методом порошковой металлургии. Методами рентгенофазового анализа и рамановской спектроскопии обнаружено образование интеркалированно-го медью графита и sp3 связей в графите, спеченном с медью, которые способствуют повышению электропроводности и капиллярных свойств материала. Исследовано влияние содержания тугоплавкой фазы в системах «медь - тугоплавкий металл», «медь - графит» на пористость, твердость, прочность, электросопротивление, относительную износостойкость электродов-инструментов из композиционных материалов. Установлено, что с увеличением содержания тугоплавких металлов увеличивается пористость и электросопротивление композиционных материалов. Определено, что относительная износостойкость при электроэрозионной прошивке электрода-инструмента из композиционных материалов на основе меди, содержащих тугоплавкие металлы, более всего зависит от жаростойкости тугоплавкого металла; в системах на основе меди с графитом относительный износ уменьшается за счет повышения электропроводности и капиллярного эффекта.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
EXPERIMENTAL EVALUATION OF THE IMPACT STRENGTH OF LAMINATED COMPOSITES WITH A THERMOPLASTIC MATRIX
стр.72-81
S.B. Sapozhnikov, M.V. Zhikharev, O.A. Kudryavtsev
Tensile tests were performed to obtain the quasi-static mechanical properties of the ara-mid fabrics (Twaron®, RUSLAN®-SVM). The elastic modulus of filaments, pulled out from the fabrics was measured with compact testing machine INSTRON 5942. Filaments pull-out tests were carried out to compare the frictional forces in different aramid fabrics. Eight various types of ballistic panels with the thermoplastic matrix based on polyethylene were fabricated and two types ballistic panels based on UHMPE (Dyneema®). Extensive ballistic tests have been carried out on various ballistic panels using 6.35 mm steel ball. Special powder gun stand for acceleration of projectiles with terminal velocity up to 900 m/s was developed The ballistic performance was assessed in terms V50 threshold as well as post V50 limit. After the test, the comparison was produced of effectiveness between all of materials used in this work. Laminates based on UHMPE fibers are much better than others in respect to the values of on indicators of V50 (about 10 %) and of the absorbed energy (about 25 %) under high-velocity impact conditions. But their energy absorption capability can sharply drop down when projectile's velocity exceeds the ballistic limit. When selecting reinforcing aramid fabric for ballistic application, it is important to consider not only the mechanical properties of the fibers and the type of fabric construction, but also the material should have good results on all parameters of ballistic efficiency such as filaments width, etc. Best aramid fabric composite was SVM S125 with twill construction and LDPE films.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
