Науковий вісник НГУ

Створення ефективних металевих теплоізоляційних конструкцій

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Геотехнічна і гірнична механіка, машинобудування

Останнє оновлення: 11 січня 2018

Опубліковано: 11 січня 2018

Перегляди: 3646

Authors:

А.О. Чейлитко, кандидат технічних наук, доцент, orcid.org/0000-0002-5713-155X, Запорізька державна інженерна академія, докторант кафедри теплоенергетики, м. Запоріжжя, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.">Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

С.В. Іллін, кандидат технічних наук, orcid.org/0000-0003-3563-9536, Запорізька державна інженерна академія, доцент кафедри теплоенергетики, м. Запоріжжя, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.">svizp1@gmail.com

М.А. Носов, orcid.org/0000-0002-8772-4313, Запорізька державна інженерна академія, аспірант кафедри теплоенергетики, м. Запоріжжя, Україна, е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.">nosovmak@gmail.com

Abstract:

Мета. Створення теплової ізоляції (на базі набору перфорованих металевих пластин), що володіє простотою виготовлення, має оптимальні теплофізичні й міцнісні характеристики, котрі дозволяють використовувати конструктивні елементи як з одного матеріалу, так і комбінації різних.

Методика. Проведені емпіричні лабораторні дослідження запропонованої теплової ізоляції з варіюванням розміру пор і відстані між ними. Для побудови рівняння регресії використовувався метод планування експерименту. Для статистичної обробки даних використовувався метод t-критерію Стьюдента й перевірка адекватності за критерієм Фішера. Для знаходження мінімуму цільової функції використовувався метод Лагранжа з умовами Куна-Такера.

Результати. Знайдена залежність міцності та ефективної теплопровідності розглянутого теплоізоляційного матеріалу від максимального діаметра пори і відстані між краями пор. Складена цільова функція, виходячи з мінімальної теплопровідності й міцності на стиск не менше 100 МПа. Визначені оптимальні розміри перфорації у пластинах, за яких теплопровідність дорівнює 20,7686 Вт/(м·К), межа міцності на стиск ‒ 100,235 МПа.

Наукова новизна. Визначені оптимальні геометричні параметри перфорованих пластин для використання їх в якості теплової ізоляції. Знайдено коефіцієнт теплопровідності й показник твердості от-риманого матеріалу.

Практична значимість. Запропонована теплова ізоляція, котра складається з набору металевих пластин. Розроблена металева теплова ізоляція може бути використана в ряді галузей, серед яких: авіабудування; ракетобудування; автомобільна та ядерна промисловість. Настільки широка область застосування обумовлена комбінацією теплофізичних і міцнісних характеристик. Також важливою є можливість використання різноманітних металів, будь то титан для корпусів у ракетобудуванні або цирконій для ізоляції активної зони ядерного реактора. Використання даної конструкції замість монолітних частин у виробі призведе до зменшення загальної ваги, теплових втрат і витрат матеріалу.

Reference

1. Krushenko, G. G., 2012. Manufacture and application of porous metallic materials in engineering. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta imeni akademika M. F. Reshetneva, 5(45), pp. 181‒184.

2. Hanus, A., Lichý, P. and Bednářová, V., 2012. Produc­tion and properties of cast metal with a porous. In: 21^st International Conference on Metallurgy and Materials. Brno, 23–25 May 2012 [online]. Available at: <http://metal2013.tanger.cz/files/ proceedings /02/reports/464.pdf> [Accessed 23 July 2016].

3. Shaik Dawood, A. K. and Karuppusami, G., 2012. A New Method for Production of Porous Aluminum Castings. Advanced Design and Manufacturing Technology, 5(3), рр. 9‒13.

4. Sereda, B., Belokon', Y., Zherebtsov, A. and Sereda, D., 2012. The researching and modeling of physical-chemical properties of Ni-base alloys in SHS conditions. In: Mate­rials Science and Technology Conference and Exhibi­tion 2012, MS and T. [online]. Available at: <http://toc. pro-ceedings.com/16632webtoc.pdf> [Accessed 23 July 2016].

5. Lichy, P., Bednarova, V. and Elbel, T., 2012. Casting routes for porous metals production. Archives of foundry engineering, 12(1), рр. 71‒74.

6. Bednářová, V., Lichý, P., Elbel, T. and Hanus, A., 2014. Cast cellular metals with regular and irregular structures. Materiali in tehnologije, 48, pp. 175–179.

7. Joseph R. Vargas and Steven J. Seelman, Zimmer, Inc., 2014. Micro-alloyed porous metal having optimized chemical composition and method of manufacturing the same. US8734514 B2 [online]. Available at: <https://www.google.com/patents/US8734514> [Accessed 23 July 2016].

8. Kennedy, A., 2012. Porous metals and metal foams made from powders, powder metallurgy. InTech. Powder Metallurgy. pp. 31–46. ISBN: 978-953-51-0071-3 [online]. Available at: <http://www.intechopen.com/books/powder-metallurgy/the-manufacture-of-porous-and-cellular-metals-bypowder-metallurgy-processes> [Accessed 20 October 2016].

9. Pavlenko, A. M., Koshlak, A. V., Cheilytko, A. A. and Nosov, M. A., 2015. Influence of location of pores on the electronic thermal conductivity in porous metal material. Tekhnichna teplofizyka ta promyslova teploenerhetyka, 7, pp. 142–149.

10. Nakajima, H., 2013. Porous Metals with Directional Pores. http://dx.doi.org/ 10.1007/978-4-431-54017-5_7.

11. Cheiytko, A. A. and Pavlenko, A.M., 2013. Swelling of the porous siliceous material. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing. ISBN 978–3–659–46789–9.

 повний текст / full article

• < Попередня