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

Юрій Миколайович Романенко; Олег Васильович Степанов; Петро Іванович Лобода; Юрій Іванович Богомол

doi:10.20535/kpisn.2021.1.215024

Т. · № 1 · 2021 тра 28, 2021 статті

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

ЮР

Юрій Миколайович Романенко Відповідальний Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute , Ukraine Україна

ОС

Олег Васильович Степанов Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute , Ukraine Україна

ПЛ

Петро Іванович Лобода Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute , Ukraine Україна

ЮБ

Юрій Іванович Богомол Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute , Ukraine Україна

Опублікованотра 28, 2021

PDF

НВКПІ 1 ТОМ · 1

ТОМ · № 1 · 2021 Переглянути випуск

Анотація

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 R частинки . Показано значний вплив однорідності розподілу контактів у пористому матеріалі на однорідність температурного поля.

Ключові слова

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

Посилання

E.S. Huetter et al., “Determination of the effective thermal conductivity of granular materials under varying pressure conditions,” J. Geophys. Res., vol. 113, no. E12, pp. 286–296, 2008. doi: 10.1029/2008je003085
J. Mo and H. Ban, “Measurements and theoretical modeling of effective thermal conductivity of particle beds under compression in air and vacuum,” Case Stud. Thermal Eng., vol. 10, pp. 423–433, 2017. doi: 10.1016/j.csite.2017.10.001
D. Moser et al., “Computation of effective thermal conductivity of powders for selective laser sintering simulations,” J. Heat Transf., vol. 138, no. 8, pp. 977–988, 2016. doi: 10.1115/1.4033351
N. Sakatani et al., “Thermal conductivity model for powdered materials under vacuum based on experimental studies,” AIP Advances, vol. 7, no. 1, p. 015310, 2017. doi: 10.1063/1.4975153
C.K. Chan and C.L. Tien, “Conductance of packed spheres in vacuum,” J. Heat Transf., vol. 95, no. 3, pp. 302–308, 1973. doi: 10.1115/1.3450056
W. Schotte, “Thermal conductivity of packed beds,” AIChE J., vol. 6, no. 1, pp. 63–67, 1960. doi: 10.1002/aic.690060113
D. Shah and A.N. Volkov, “Calculation of effective thermal conductivity of powder bed systems using smoothed particle hydrodynamics method,” in The 16th Annual Early Career Technical Conf., Birmingham, 2016.
G. Weidenfeld et al., “A theoretical model for effective thermal conductivity (ETC) of particulate beds under compression,” Granul. Matter, vol. 6, no. 2–3, pp. 121–129, 2004. doi: 10.1007/s10035-004-0170-1
D. de Moraes and A. Czekanski, “Parametric thermal FE analysis on the laser power input and powder effective thermal conductivity during selective laser melting of SS304L,” J. Manuf. Mater. Process., vol. 2, no. 3, p. 47, 2018. doi: 10.3390/jmmp2030047
M.R. Alkahari et al., “Thermal conductivity of metal powder and consolidated material fabricated via selective laser melting,” Key Eng. Mater., vol. 523–524, pp. 244–249, 2012. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.523-524.244
Kh. Uong, Basic formulae and data on heat transfer for engineers. Мoscow, Russia: Atomizdat, 1979.
V.E. Zinovev, Thermophysical properties of metals at high temperatures. Мoscow, Russia: Metallurgy, 1989.

Попередня у випуску АЛГОРИТМІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЗАВАДОСТІЙКОСТІ БАГАТОКОЛІРНИХ ШТРИХКОДОВИХ ЗНАКІВ НА ОСНОВІ ПОЛЯ GF(p) Наступна у випуску ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ПРОЄКТУВАННЯ ОБ’ЄКТИВА КАМЕРИ ВИСОКОЇ РОЗДІЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ ДЛЯ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ АВТОМОБІЛЕМ

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ ІНФОРМАТИВНОГО ПРОСТОРУ ОЗНАК ТЕХНІЧНИХ ІНДИКАТОРІВ ФІНАНСОВИХ ПРОЦЕСІВ НА ОСНОВІ НЕЙРОМЕРЕЖЕВИХ МОДЕЛЕЙ

Роман Тертичний, Денис Чупрін, Петро Бідюк

Проблематика. Фінансові часові ряди характеризуються нелінійністю, нестаціонарністю та високим рівнем шуму, що суттєво ускладнює їх моделювання та прогнозування.…

#методика формування інформативного простору ознак #технічні індикатори #волатильність Паркінсона #нейронні мережі

10.20535/kpisn.2026.3.359610

МЕТОДИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЦІЛІСНОСТІ ОБРОБКИ ТА ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ У ПРОМИСЛОВИХ СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Ярослав Корпань, Євген Федоров, Ольга Нечипоренко

Проблематика. Сучасні промислові системи контролю характеризуються високим рівнем інтеграції інформаційних і фізичних процесів та використанням розподілених…

#промислові системи автоматизації #SCADA-системи #цілісність даних #кібербезпека ICS

10.20535/kpisn.2026.3.361520

МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧНОГО СИНТЕЗУ ЗУМ-АФОКАЛЬНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ НЕРУХОМИХ ВАРІОЛІНЗ

Ігор Г. Чиж

Проблематика Зум-оптичні системи, в яких використовуються механічно нерухомі електрично керовані варіолінзи, не можуть вважатися такими, що мають нерухомі оптичні…

#зум-афокальні системи #головні точки варіолінз #синтез зум-афокальних систем #стабільна афокальність зум-системи

10.20535/kpisn.2026.3.351645

Схожі статті

Євген Панкратов, Григорій Тимчик, МІКРОСЕРВІСНА АРХІТЕКТУРА ТА АЛГОРИТМИ МОДУЛЬНОЇ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ МАЛОГО БІЗНЕСУ , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Костянтин Бровко, Павло Буданов, Олег Великогорський, Юлія Олійник, Наталія Винокурова, Сергій Войтенко, ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ЕНЕРГОБЛОКУ АЕС , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Liubov O. Revutska, Oleg I. Shylenko, Alexander V. Stronski, Vladimir Komanicky, Vitaliy S. Bilanych, ФОРМУВАННЯ ПОВЕРХНЕВИХ НАНОСТРУКТУР НА ХАЛЬКОГЕНІДНІЙ ПЛІВЦІ As-S-Ge ПІСЛЯ ОПРОМІНЕННЯ ЕЛЕКТРОННИМ ПУЧКОМ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2020)
Igor M. Hrechaniuk, Olena V. Khomenko, Gennadii A. Bagliuk, ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ ВИБУХОВОГО ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВОГО ВИПАРОВУВАННЯ-КОНДЕНСАЦІЇ У ВАКУУМІ ДЛЯ ОТРИМАННЯ ТУГОПЛАВКИХ І СКЛАДНОЛЕГОВАНИХ СПЛАВІВ РІЗНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ , Наукові вісті КПІ: № 4 (2019)
Valerii I. Deshko, Inna Yu. Bilous, Nadia A. Buyak, ВПЛИВ ПЕРЕРИВЧАСТИХ РЕЖИМІВ ОПАЛЕННЯ НА ДИНАМІКУ ЕНЕРГОПОТРЕБИ ТА УМОВИ КОМФОРТНОСТІ БУДІВЕЛЬ ІЗ РІЗНИМ РІВНЕМ ТЕПЛОВОГО ЗАХИСТУ , Наукові вісті КПІ: № 4 (2019)
Michail K. Bezrodny, Natalya O. Prytula, Iryna Yu. Opanasyuk, ТЕПЛОНАСОСНА СИСТЕМА ПОВІТРЯНОГО ОПАЛЕННЯ ТА ВЕНТИЛЯЦІЇ З РЕКУПЕРАТОРОМ ТЕПЛОТИ І РЕЦИРКУЛЯЦІЄЮ ВІДПРАЦЬОВАНОГО ПОВІТРЯ , Наукові вісті КПІ: № 3 (2019)
Valentin G. Kolobrodov, Mykola M. Lutsiuk, Volodymyr M. Tiagur, МЕТОД РОЗРАХУНКУ МІНІМАЛЬНОЇ СПРИЙМАНОЇ РІЗНИЦІ ТЕМПЕРАТУР СУБДИСКРЕТНИХ ТЕПЛОВІЗОРІВ , Наукові вісті КПІ: № 2 (2019)
Ivan I. Puhoviy, ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ВИГОТОВЛЕННЯ І МОДЕЛЮВАННЯ УТВОРЕННЯ ОРЕБРЕНИХ ЛЬОДЯНИХ ТРУБ МЕТОДОМ НАМОРОЖУВАННЯ У ФОРМІ З ДИСКРЕТНОЮ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЄЮ , Наукові вісті КПІ: № 2 (2019)
Anastas A. Romansky, Lyubov I. Karbivska, Volodymyr L. Karbivskyy, Olena Ya. Kuznetsova, Viktor V. Stonis, Arsen P. Soroka, КВАНТОВОМЕХАНІЧНІ РОЗРАХУНКИ АТОМНОЇ СТРУКТУРИ ТА ЕЛЕКТРОННОЇ БУДОВИ КАРБОНАТВМІСНИХ АПАТИТІВ КАЛЬЦІЮ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Степан Лис, Оксана Оборська, РОЗРОБКА МЕТОДУ ФОРМАЛІЗАЦІЇ ДИНАМІЧНИХ ТЕПЛОВИХ ПОРТРЕТІВ ДЛЯ НАДІЙНОГО ВИЯВЛЕННЯ ЦІЛЕЙ , Наукові вісті КПІ: Том 144 № 3 (2026)

1-10 з 23 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] E.S. Huetter et al., “Determination of the effective thermal conductivity of granular materials under varying pressure conditions,” J. Geophys. Res., vol. 113, no. E12, pp. 286–296, 2008. doi: 10.1029/2008je003085

[2] J. Mo and H. Ban, “Measurements and theoretical modeling of effective thermal conductivity of particle beds under compression in air and vacuum,” Case Stud. Thermal Eng., vol. 10, pp. 423–433, 2017. doi: 10.1016/j.csite.2017.10.001

[3] D. Moser et al., “Computation of effective thermal conductivity of powders for selective laser sintering simulations,” J. Heat Transf., vol. 138, no. 8, pp. 977–988, 2016. doi: 10.1115/1.4033351

[4] N. Sakatani et al., “Thermal conductivity model for powdered materials under vacuum based on experimental studies,” AIP Advances, vol. 7, no. 1, p. 015310, 2017. doi: 10.1063/1.4975153

[5] C.K. Chan and C.L. Tien, “Conductance of packed spheres in vacuum,” J. Heat Transf., vol. 95, no. 3, pp. 302–308, 1973. doi: 10.1115/1.3450056

[6] W. Schotte, “Thermal conductivity of packed beds,” AIChE J., vol. 6, no. 1, pp. 63–67, 1960. doi: 10.1002/aic.690060113

[7] D. Shah and A.N. Volkov, “Calculation of effective thermal conductivity of powder bed systems using smoothed particle hydrodynamics method,” in The 16th Annual Early Career Technical Conf., Birmingham, 2016.

[8] G. Weidenfeld et al., “A theoretical model for effective thermal conductivity (ETC) of particulate beds under compression,” Granul. Matter, vol. 6, no. 2–3, pp. 121–129, 2004. doi: 10.1007/s10035-004-0170-1

[9] D. de Moraes and A. Czekanski, “Parametric thermal FE analysis on the laser power input and powder effective thermal conductivity during selective laser melting of SS304L,” J. Manuf. Mater. Process., vol. 2, no. 3, p. 47, 2018. doi: 10.3390/jmmp2030047

[10] M.R. Alkahari et al., “Thermal conductivity of metal powder and consolidated material fabricated via selective laser melting,” Key Eng. Mater., vol. 523–524, pp. 244–249, 2012. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.523-524.244

[11] Kh. Uong, Basic formulae and data on heat transfer for engineers. Мoscow, Russia: Atomizdat, 1979.

[12] V.E. Zinovev, Thermophysical properties of metals at high temperatures. Мoscow, Russia: Metallurgy, 1989.