ЕФЕКТИВНІ ТЕПЛОФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОРОШКОВИХ МАТЕРІАЛІВ ЗА СПІКАННЯ В УМОВАХ ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВОГО НАГРІВАННЯ

Abstract

Проблематика. Розроблення процесів консолідації порошкових виробів із використанням висококонцентрованих джерел енергії неможливе без детального аналізу теплових умов, що виникають у цих виробах. Мета дослідження. Обрати метод розрахунку теплопровідності пористого тіла, яка буде встановлюватись за різних умов електронно-променевого спікання пресовок молібдену; вивчити вплив параметрів пористої структури на теплопровідність. Методика реалізації. Аналіз спікання в скінченно-елементних розрахунках, задачах теплопровідності для двовимірних і тривимірних доменів, які моделюють реальну пористу структуру пресовки молібдену та регулярну пористу структуру за щільного вкладання сфер. Результати дослідження. Виконано математичний аналіз внеску перевипромінювання до загальної теплопровідності пористого матеріалу. Наведено залежності відносної теплопровідності від пористості матеріалу та відносного радіуса контактів між його частинками. Висновки. За результатами математичного аналізу умов теплообміну в пористій пресовці молібдену для випадку електронно-променевого нагрівання встановлено, що променистий складник теплопровідності пористого тіла з порами порядку 2,5 мкм на чотири порядки менший, ніж кондуктивний складник. За результатами скінченно-елементного моделювання двовимірних і тривимірних пористих об’єктів встановлено значний вплив площі контактів між частинками на їхню інтегральну теплопровідність, особливо за малих розмірів цих контактів. Водночас встановлено практично лінійний вплив пористості на теплопровідність за радіусів контактів між частинками >0,1 Rчастинки. Показано значний вплив однорідності розподілу контактів у пористому матеріалі на однорідність температурного поля.

Keywords

• теплопровідність
• пористість
• електронно-променевий нагрів
• спікання
• контакт між частинками