Вивчення закономірностей теплообміну при горінні екзотермічних ріжучих і зварювальних стержнів, на суші і під водою, при утилізації і ремонті суден з метою розрахунку необхідної потужності таких стержнів, їх конструювання і забезпечення потужності.
Аннотация к работе
Для того щоб відмовитися від важкого зварювального устаткування робляться спроби використовувати для різання термохімічні стержні в сполученні з киснем. Ґрунтуючись на вищевикладеному можна затверджувати, що розробка й удосконалення науково обґрунтованої методики розрахунку характеристик зварювальних термохімічних стержнів, створення високопрацездатних термохімічних засобів для надводного і підводного різання металів, і розробка технології їхнього застосування для оперативного ремонту деталей судномашин і суднопідйому є актуальною і багатоплановою задачею. Досліджувати закономірності теплообміну при горінні термохімічних ріжучих стержнів, під водою і на суші, на основі чого створити науково обґрунтовану методику розрахунку енергетичних характеристик термохімічних ріжучих стержнів, створити високоефективні термохімічні ріжучі засоби і розробити технологію їхнього застосування. Виходячи з поставленої мети, у роботі розвязуються такі задачі: - досліджені закономірності різання металів екзотермічними стержнями на повітрі, під водою, відмінні від закономірностей звичайного підводного різання, як електричного, так і газового, - на основі вивчення закономірностей різання розроблені і науково обґрунтовані методики розрахунку ККД екзотермічного ріжучого стержня, і необхідної теплової потужності його для різання металу, - вивчені закономірності горіння і розроблені високоенергетичні екзотермічні склади, що забезпечують необхідну теплову потужність для здійснення різання металів. 3. подальший розвиток отримано у вивченні процесу теплообміну при горінні зварювального і ріжучого киснево-термічного стержня на повітрі і під водою, що дають можливість розраховувати необхідну теплову потужність складів і жужільний склад;Сформульовано мету і задачі дослідження, відбиті наукова новизна і практична цінність роботи, наведені відомості про апробацію, публікації, відомості про використання результатів досліджень.Сучасні морські і річкові судна оснащені великою кількістю суднових технічних засобів, причому деталі цих засобів виготовляються з різних сплавів, тому задача підтримки працездатності СТЗ вимагає наявності досить значного ремонтного арсеналу. За даними кафедри ТМС Одеській національній морській академії характерні дефекти чавунних деталей що потребують ремонту і відновлення є: утворення тріщин, знос поверхні, наробітку, натиры, раковини; сталевих деталей - утворення тріщин, знос поверхні, корозія, риски й ін., деталей з кольорових сплавів: утворення тріщин, знос поверхні, наклеп, ризики, забоїни. Основна задача, що існує при створенні таких стержнів, це визначення їхніх енергетичних параметрів, що неможливо зробити без ретельного вивчення закономірностей теплообміну при горінні таких стержнів на повітрі і під водою. В даний час немає методик, що дозволяють розрахувати теплову потужність екзотермічного стержня, необхідну для зварювання і для різання, ні методики розрахунку тепловтрат при горінні екзотермічних стержнів, як на повітрі, так і під водою. В другому розділі виконані теоретичні дослідження потрібної теплової потужності екзотермічних стержнів, що виділяють термітний метал, до складу яких входить твердий окислювач і які є найбільш малогабаритними і найбільш оперативними в застосуванні, а також дослідження для більш загального випадку, коли склад стержнів більш складний і багатокомпонентний і нагрівальним середовищем при горінні таких стержнів є стоплений метал, стоплені оксиди і газовий струмінь.Оскільки ця температура забезпечує дуже високий ступінь тепловіддачі, навколо джерела буде спостерігатися зона розвитого плівкового кипіння. Тому що температура пластини поступово знижується від точки дотику з джерелом у напрямку до периферії, то на деякій відстані R від джерела температура стане відповідати деякому значенню тк2 , при якій, уже не може існувати розвитий режим плівкового кипіння, (температура відповідна другій кризі кипіння), однак, оскільки температура поверхні пластини не може зміняться стрибкоподібно при температурі пластини тк2, на її поверхні зявляться ділянки, де плівковий режим зміниться на бульковий. Зона булькового кипіння почнеться на відстані R від джерела тепла і закінчиться на деякій відстані Rk, при якому температура поверхні пластини складе тк3, при якій кипіння припиниться, і весь теплообмін буде відбуватися за рахунок природної конвекції води біля пластини. Для рішення цієї задачі зону нагрівання розділено на чотири характерних ділянки - центральний, на якому температура пластини вище тк2, і три кільцевих: 1 - з температурою між тк2 і тк1 , на якому спостерігається перехідний режим; 2 - з температурою між тк1 і тк3 , ділянка розвитого булькового кипіння; 3 - з температурою нижче тк3, ділянка конвективного теплообміну без зміни агрегатного стану води. У розділі визначена температурна границя булькового кипіння, тобто температура поверхні пластини, при якій плівковий режим змінюється бульковим: IMG_becbff5b-b0cb-497d-8987-a3370ec04b88 , (6) де - ?ж - щільність води; ?п - щільність пари (при те