astАрхитектура, строительство, транспортArchitecture, Construction, Transport2782-232X2713-0770Industrial University of Tyumen10.31660/2782-232X-2023-3-89-95ast-124Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGРасчет скорости воздушного потока из турбины с интегрированным соплом Лаваля на выходе для нанесения металлического покрытия методом холодного напыленияCalculation of airflow speed from a turbine with an integrated Laval nozzle at the outlet for metal coating by cold spraying methodПисаревД. Е.PisarevD. E.

Писарев Дмитрий Евгеньевич, лаборант кафедры технологии машиностроения

Тюмень

Dmitry E. Pisarev, Laboratory Assistant at the Department of Mechanical Engineering Technology

Tyumen

pisarevde@tyuiu.ruМитрохинС. И.MitrokhinS. I.

Митрохин Сергей Иванович, обучающийся кафедры технологии машиностроения

Тюмень

Sergey I. Mitrokhin, Student at the Department of Mechanical Engineering Technology

Tyumen

mitrokhinserega@mail.ruТюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian Federation202328092023038995Copyright © Писарев Д.Е., Митрохин С.И., 20232023Писарев Д.Е., Митрохин С.И.Pisarev D.E., Mitrokhin S.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ast.tyuiu.ru/jour/article/view/124

В данной работе была поставлена задача проверить целесообразность использования устройства, обеспечивающего подачу воздушного потока в канал сопла Лаваля для обеспечения нанесения металлического покрытия методом холодного напыления. В качестве устройства, обеспечивающего подачу воздушного потока в канал сопла Лаваля, была рассмотрена турбина с интегрированным соплом Лаваля на выходе. Дано описание применяемого при проведении расчетов оборудования и экспериментального исследования, представлен процесс газодинамического расчета выходной скорости воздушного потока, нагнетаемого крыльчаткой турбины, и результаты данного расчета с приведением точных показателей. Получены функциональные зависимости показателей, от которых напрямую зависит возможность использования турбины в качестве источника воздушного потока, и сформирован вывод о нецелесообразности использования турбины с интегрированным соплом Лаваля на выходе для обеспечения возможности нанесения металлического покрытия методом холодного напыления.

The goal of this work was to test the practicability of using a device that provides airflow into the Laval nozzle channel to enable the application of metal coating by cold spraying. A turbine with an integrated Laval nozzle at the outlet was considered as a device to provide airflow into the Laval nozzle channel. The authors describe the equipment used in the calculations and the experimental study, the process of gas- dynamic calculation of the output velocity of the airflow injected by the turbine impeller and the results of this calculation with precise indices. As a result, functional dependences of the indicators that provide the possibility of using the turbine as a source of airflow have been obtained, and a conclusion about the inexpediency of using a turbine with an integrated Laval nozzle at the outlet to provide the possibility of metal coating by cold spraying has been formed.

холодное напылениегазодинамический расчетсопло Лаваляулитка компрессораSolidWorks Flow Simulationcold sprayinggas-dynamic calculationLaval nozzlecompressor scrollSolidWorks Flow SimulationReferencesМоравский, А. В. Огонь в упряжке, или Как изобретают тепловые двигатели. Серия: Жизнь замечательных идей / А. В. Моравский, М. А. Файн. – Москва : Знание, 1990. – 192 с. – Текст : непосредственный.Moravskiy, A. V., & Fayn, M. A. (1990). Ogon' v upryazhke, ili Kak izobretayut teplovye dvigateli. Zhizn' zamechatel'nykh idey. Moscow, Znanie Publ., 192 p. (In Russian).Ландау, Л. Д. Теоретическая физика. В 10 томах. Т. 6. Гидродинамика / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. – Издание 3-е, стереотипное. – Москва : Издательство «Наука», 1986. – 736 с. – Текст : непосредственный.Landau, L. D., & Lifshits, E. M. (1986). Teoreticheskaya fizika. Gidrodinamika. 3rd edition. Moscow, Nauka Publ., 6, 736 p. (In Russian).Гумилевский, Л. И. Густав Лаваль. Серия: Жизнь замечательных людей / Л. И. Гумилевский. – Москва : Журнально-газетное объединение, 1936. – 254 с. – Текст : непосредственный.Gumilevskiy, L. I. (1936). Gustav Laval'. Zhizn' zamechatel'nykh lyudey. Moscow, Zhurnal'no-gazetnoe ob"edinenie Publ., 254 p. (In Russian).Алхимов, А. П. Метод «холодного» газодинамического напыления / А. П. Алхимов, В. Ф. Косарев, А. Н. Папырин. – Текст : непосредственный // Доклады АН СССР. – 1990. – Т. 315, № 5. – С. 1062–1065.Alkhimov, A. P., Kosarev, V. F., & Papyrin, A. N. (1990). Metod "kholodnogo" gazodinamicheskogo napyleniya. Proceedings of the USSR Academy of Sciences, 315(5), pp. 1062-1065. (In Russian).Данилин, Б. С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок / Б. С. Данилин. – Москва : Энергоатомиздат, 1989. – 328 с. – Текст : непосредственный.Danilin, B. S. (1989). Primenenie nizkotemperaturnoy plazmy dlya naneseniya tonkikh plenok. Moscow, Energoatomizdat Publ., 328 p. (In Russian).Харламов, Ю. А. Газотермическое напыление покрытий и экологичность производства, эксплуатации и ремонта машин / Ю. А. Харламов. – Текст : непосредственный // Тяжелое машиностроение. – 2000. – № 2. – С. 10–13.Kharlamov, Yu. A. (2000). Gazotermicheskoe napylenie pokrytiy i ekologichnost' proizvodstva, ekspluatatsii i remonta mashin. Tyazheloe mashinostroenie, (2), pp. 10-13. (In Russian).Давлетгареев, М. Ф. Применение SolidWorks Flow Simulation для расчета аэротермодинамики охлаждения электронного блока / М. Ф. Давлетгареев, А. З. Копылов. – Текст : непосредственный // Системы автоматизированного проектирования на транспорте : Тезисы докладов V Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Санкт-Петербург, 17–18 апреля 2014 года / Федеральное агентство железнодорожного транспорта, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I. – Санкт-Петербург : Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2014. – С. 47–49.Davletgareev, M. F., & Kopylov, A. Z. (2014). Primenenie SolidWorks Flow Simulation dlya rascheta aerotermodinamiki okhlazhdeniya elektronnogo bloka. Sistemy avtomatizirovannogo proektirovaniya na transporte: Tezisy dokladov V Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh, April, 17-18. Saint-Petersburg, Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University Publ., pp. 47-49. (In Russian).Писарев, Д. Е. Математическое моделирование геометрических параметров сопла Лаваля / Д. Е. Писарев. – Текст : непосредственный // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности : сборник трудов XX международной научно-технической конференции «Чтения памяти В. Р. Кубачека», проведенной в рамках Уральской горнопромышленной декады, Екатеринбург, 07–08 апреля 2022 года. – Екатеринбург : Уральский государственный горный университет, 2022. – С. 212–216.Pisarev, D. E. (2022). Matematicheskoe modelirovanie geometricheskikh parametrov sopla Lavalya. Tekhnologicheskoe oborudovanie dlya gornoy i neftegazovoy promyshlennosti: sbornik trudov XX mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii "Chteniya pamyati V. R. Kubacheka", April, 07-08. Ekaterinburg, Ural State Mining University Publ., pp. 212-216. (In Russian).Писарев, Д. Е. Использование специальных отверстий в сопле Лаваля для изменения скорости воздушного потока / Д. Е. Писарев, С. И. Митрохин. – Текст : непосредственный // Материалы Международной научно-практической конференции им. Д. И. Менделеева, Тюмень, 24–26 ноября 2022 года. Том 2. – Тюмень : Тюменский индустриальный университет, 2023. – С. 255–258.Pisarev, D. E., & Mitrokhin, S. I. (2023). Ispol'zovanie spetsial'nykh otverstiy v sople Lavalya dlya izmeneniya skorosti vozdushnogo potoka. Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii im. D. I. Mendeleeva, November, 24-26. Tyumen, Industrial University of Tyumen Publ., (2), pp. 255-258. (In Russian).Новикова, А. А. Изучение геометрических параметров сопла Лаваля, влияющих на скорость воздушного потока / А. А. Новикова, Д. Е. Писарев. – Текст : непосредственный // Наука и образование: актуальные исследования и разработки : Материалы V Всероссийской научно-практической конференции. В 2 частях. Часть 2. Чита, 15–16 сентября 2022 года. – Чита : Забайкальский государственный университет, 2022. – С. 80–84.Novikova, A. A., & Pisarev, D. E. (2022). Izuchenie geometricheskikh parametrov sopla Lavalya, vliyayushchikh na skorost' vozdushnogo potoka. Nauka i obrazovanie: aktual'nye issledovaniya i razrabotki: Materialy V Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, September, 15-16. Chita, Transbaikal State University Publ., (2), pp. 80-84. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.