Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі
Метод коаксіальної лазерної обробки порошкових матеріалів є високо продуктивним і здійснюється в захисній атмосфері. Потоки захисного газу формують форму та структуру конуса частинок таким чином, що при збільшенні осьового потоку захисного газу всередині потоку частинок утворюється циліндрична поро...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Oles Honchar Dnipro National University
2024-06-01
|
| Series: | Challenges and Issues of Modern Science |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://cims.fti.dp.ua/j/article/view/172 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1823858846793203712 |
|---|---|
| author | Олена Карпович Євген Каракаш Денис Жумар Олександр Таран |
| author_facet | Олена Карпович Євген Каракаш Денис Жумар Олександр Таран |
| author_sort | Олена Карпович |
| collection | DOAJ |
| description |
Метод коаксіальної лазерної обробки порошкових матеріалів є високо продуктивним і здійснюється в захисній атмосфері. Потоки захисного газу формують форму та структуру конуса частинок таким чином, що при збільшенні осьового потоку захисного газу всередині потоку частинок утворюється циліндрична порожнина, крім того, газ динамічно впливає на ванну розплавленого металу, і нанесений валик буде утворюватися лише на краях потоку, з западиною в середині, що призведе до незлиття шарів у матеріалі. Зовнішній захисний газовий потік буде стискати потік частинок, і якщо він перевищить певне критичне значення, то зможе його заблокувати з відхиленням фокусу від поверхні наплавлення. У зв’язку з цим потоки транспортуючих та захисних газів повинні подаватися в зону обробки в певному співвідношенні, щоб отримати нанесений метал із мінімальною кількістю дефектів. При цьому необхідно забезпечити подачу захисного газу з такою швидкістю потоку, яка забезпечить захист нанесеного металу до його кристалізації. Метою цього дослідження є визначення параметрів газових потоків у потрійній коаксіальній насадці та геометричних параметрів захищеної зони на поверхні за заданих умов наплавлення. В результаті розрахунку були визначені швидкість потоків у каналах, лінії струму, розподіл тисків і густин у розрахунковій області. На основі розрахунків можна зробити наступні висновки: швидкість потоків у середній частині поточної області вирівнюється. У центральній частині швидкість потоку досягає 12 м/с, ближче до периферії швидкість знижується до 4 м/с. Розмір області, захищеної потоком газу на поверхні, не перевищує одного діаметра вихідного отвору від осі насадки, тобто розмір захищеної області дорівнює двом діаметрам насадки.
|
| format | Article |
| id | doaj-art-7ae4f09841104b0eb7aa5ae7ef2253e7 |
| institution | Kabale University |
| issn | 3083-5704 |
| language | English |
| publishDate | 2024-06-01 |
| publisher | Oles Honchar Dnipro National University |
| record_format | Article |
| series | Challenges and Issues of Modern Science |
| spelling | doaj-art-7ae4f09841104b0eb7aa5ae7ef2253e72025-02-11T09:51:59ZengOles Honchar Dnipro National UniversityChallenges and Issues of Modern Science3083-57042024-06-012Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному сопліОлена Карпович0https://orcid.org/0000-0002-0677-5822Євген Каракаш1https://orcid.org/0000-0003-3833-2396Денис Жумар2https://orcid.org/0009-0006-0381-7114Олександр Таран3https://orcid.org/0009-0009-3744-9155Дніпровський національний університет імені Олеся ГончараУкраїнський державний університет науки і технологійДніпровський національний університет імені Олеся ГончараДніпровський національний університет імені Олеся Гончара Метод коаксіальної лазерної обробки порошкових матеріалів є високо продуктивним і здійснюється в захисній атмосфері. Потоки захисного газу формують форму та структуру конуса частинок таким чином, що при збільшенні осьового потоку захисного газу всередині потоку частинок утворюється циліндрична порожнина, крім того, газ динамічно впливає на ванну розплавленого металу, і нанесений валик буде утворюватися лише на краях потоку, з западиною в середині, що призведе до незлиття шарів у матеріалі. Зовнішній захисний газовий потік буде стискати потік частинок, і якщо він перевищить певне критичне значення, то зможе його заблокувати з відхиленням фокусу від поверхні наплавлення. У зв’язку з цим потоки транспортуючих та захисних газів повинні подаватися в зону обробки в певному співвідношенні, щоб отримати нанесений метал із мінімальною кількістю дефектів. При цьому необхідно забезпечити подачу захисного газу з такою швидкістю потоку, яка забезпечить захист нанесеного металу до його кристалізації. Метою цього дослідження є визначення параметрів газових потоків у потрійній коаксіальній насадці та геометричних параметрів захищеної зони на поверхні за заданих умов наплавлення. В результаті розрахунку були визначені швидкість потоків у каналах, лінії струму, розподіл тисків і густин у розрахунковій області. На основі розрахунків можна зробити наступні висновки: швидкість потоків у середній частині поточної області вирівнюється. У центральній частині швидкість потоку досягає 12 м/с, ближче до периферії швидкість знижується до 4 м/с. Розмір області, захищеної потоком газу на поверхні, не перевищує одного діаметра вихідного отвору від осі насадки, тобто розмір захищеної області дорівнює двом діаметрам насадки. https://cims.fti.dp.ua/j/article/view/172коаксіальна лазерна обробкапорошкові матеріализахисний газрозподіл тисків |
| spellingShingle | Олена Карпович Євген Каракаш Денис Жумар Олександр Таран Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі Challenges and Issues of Modern Science коаксіальна лазерна обробка порошкові матеріали захисний газ розподіл тисків |
| title | Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі |
| title_full | Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі |
| title_fullStr | Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі |
| title_full_unstemmed | Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі |
| title_short | Розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі |
| title_sort | розробка фізичної та математичної моделі потоків газу в потрійному коаксіальному соплі |
| topic | коаксіальна лазерна обробка порошкові матеріали захисний газ розподіл тисків |
| url | https://cims.fti.dp.ua/j/article/view/172 |
| work_keys_str_mv | AT olenakarpovič rozrobkafízičnoítamatematičnoímodelípotokívgazuvpotríjnomukoaksíalʹnomusoplí AT êvgenkarakaš rozrobkafízičnoítamatematičnoímodelípotokívgazuvpotríjnomukoaksíalʹnomusoplí AT denisžumar rozrobkafízičnoítamatematičnoímodelípotokívgazuvpotríjnomukoaksíalʹnomusoplí AT oleksandrtaran rozrobkafízičnoítamatematičnoímodelípotokívgazuvpotríjnomukoaksíalʹnomusoplí |