Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований гидродинамических процессов в разрядной камере устройства, применяемого для улучшения фильтрационных характеристик нефтяных и водозаборных скважин. Экспериментальные исследования проводились на специальном стенде, позволяющем изучать действие устройства в характерных для призабойной зоны скважин условиях. При выполнении теоретических исследований движение жидкости описано системой нелинейных двумерных уравнений газовой динамики, которая решалась методом С. К. Годунова.

Получено не зависящее от истории нагружения энергетическое соотношение между деформацией и перемещением при реализации одномерного линейного волнового процесса в среде с памятью. С помощью этого соотношения найдено интегральное уравнение релаксации с однозначно определяемым регулярным ядром, связывающее напряжение и скорость перемещения. Определены энергетические зависимости, которые могут быть полезными при физическом или численном эксперименте по исследованию распространения одномерных волн как в упругой, так и в вязкоупругой среде.

Изучена возможность улучшения качества алюминиевого сплава АК5М2 при электрогидроимпульсной обработке расплава в ковше, прибыли затвердевающей отливки, а также при комбинированной обработке металла в ковше и прибыли. Показано, что повышение дисперсности литой структуры, увеличение степени ее однородности по сечению отливки достигается при всех рассматриваемых схемах обработки. Однако предпочтительной является технология электрогидроимпульсной обработки по схеме: волновод - ковш - прибыль отливки.

Применительно к технологии электрогидроимпульсной обработки расплава рассмотрен процесс термической обработки отливок из высокоуглеродистых сплавов. Показана взаимосвязь между структурным состоянием обработанного металла и процессами, протекающими при последующей термической обработке.

С использованием численных методов проведено моделирование динамики газовых пузырьков в акустическом поле, создаваемом в металлическом расплаве при электрогидроимпульсной обработке. Исследовано несколько режимов обработки, наиболее часто используемых на практике. По характеру пульсаций пузырьков оценена эффективность различных режимов, определены зоны в объеме ковша, в которых обработка может считаться достаточно интенсивной.

Выполнен термодинамический анализ металлического расплава, подвергнутого внешнему электрогидроимпульсному воздействию. В основе механизма воздействия лежат явление акустической кавитации, возникновение локальных областей расплава с высокими плотностями энергии, изменение пространственного расположения атомов в расплаве и его термодинамических характеристик. Это способствует увеличению степени равновесности расплава и формированию дисперсной структуры при кристаллизации. Даны рекомендации для разработки эффективных технологических режимов электрогидроимпульсного воздействия.

Розглянуто сучасний стан досліджень в галузі електромагнітних та імпульсних дій на рідкі металеві сплави і технічні можливості комплексної магнітодинамічної та електрогідроімпульсної обробки розплаву. На експериментальному стенді показана можливість суттєвого посилення ефективності комплексної обробки алюмінієвих сплавів.

Показано, яким чином час електрогідроімпульсної обробки розплаву впливає на процеси структуроутворення.

Исследовано влияние импульсного электрического тока на структуру и твердость доэвтектического силумина АК7. Показано, что обработка током в импульсном режиме позволяет существенно снизить энергозатраты по сравнению с действием постоянного тока. В обработанном металле происходит дегазация и уменьшается объем железосодержащей фазы.

На основании модели жидкости твердых сфер проанализированы термодинамические характеристики алюминиевого расплава, подвергнутого электрогидроимпульсной обработке в ковше. Показано, что энтропия обработанного расплава увеличивается, а свободная энергия - уменьшается. Металл кристаллизуется с переохлаждением, величина которого определяется удельной энергией, затраченной на обработку, и характеризуется более высокой степенью однородности и дисперсности структуры.

Проанализированы условия, необходимые для развития в расплаве, подвергнутом электрогидроимпульсной обработке, кавитационных процессов. Экспериментально методом тонких фольг в обрабатываемой жидкости зафиксировано наличие явления кавитации. Определено влияние энергетических параметров обработки на интенсивность кавитационных возмущений и установлены геометрические пределы кавитационной зоны.

На основании анализа действия теплофизического, магнитогидродинамического, акустического и энергетического факторов при электромагнитной и электрогидроимпульсной обработках жидкого многокомпонентного алюминиевого сплава в магнитодинамической установке предложен механизм комплексного влияния указанных физических факторов на структурообразование литого металла.

Індекс рубрикатора НБУВ: К343.1

Рубрики:

Металургія алюмінію

Шифр НБУВ: Ж14475 Пошук видання у каталогах НБУВ 

С применением методов физического и математического моделирования оценена технологическая эффективность режимов комплексной магнитодинамической и электрогидроимпульсной обработки алюминиевых сплавов. Разработаны рекомендации по совершенствованию таких процессов.

За допомогою аналізу розмірностей структурно-чутливих характеристик рідких чистих металів одержана емпірична формула, яка визначає співвідношення першого координаційного числа, динамічної в'язкості, поверхневого натягу та швидкості звуку поблизу температури плавлення, яке добре узгоджується з експериментальними даними.

Рассмотрено влияние внепечной электрогидроимпульсной обработки расплава на качество чугунов индукционной, ваграночной и доменной выплавки. Установлено, что обработка оказывает положительное влияние на структуру и прочностные свойства чугуна вне зависимости от способа его выплавки. Изложены преимущества использования данного метода в технологиях получения ваграночного и доменного передельного чугуна.

Проанализированы проблемы, возникающие при управлении качеством литой продукции. Показано, что наиболее эффективным подходом для этого является системный, основанный на методологии теории системного анализа. Причем выбор системы должен быть сделан с точностью до ее определения, которое отражает концепцию достигаемой цели.

Індекс рубрикатора НБУВ: К233.103 + К343.1

Рубрики:

Кристалізація алюмінію та його сплавів

Металургія алюмінію

Шифр НБУВ: Ж14475 Пошук видання у каталогах НБУВ 

В рамках представлений о методологии структурирования системы управления качеством литого металла в общей постановке предложена и проанализирована система признаков, характеризующая проблему выбора методов внепечной обработки расплава, основанных на внешнем физическом воздействии на металл.

Рассмотрено влияние жидкофазной электрогидроимпульсной обработки на морфологию и химический состав Fe-содержащих фаз в силуминах с различным содержанием железа. Показано, что обработка обеспечивает измельчение игольчатых интерметаллидов, выделение Fe-содержащих фаз в компактном виде, перераспределение химических элементов между интерметаллидами и улучшение механических свойств сплавов.