Все статьи автора в журнале: Неуймин В.М.

1. Моделирование горения и течения продуктов сгорания по тракту горелки К-2 для газотермического напыления защитных покрытий

   Simulation of combustion and combustion of flow products in K-2 thermal spraying torch for thermal spraying of protective coatings

   Номер: 2020 / 11

   Жуковский Е.А. | Jukovskiy E.A. | Артамонов А.В. | Artamonov A.V. | Балдаев Л.Х. | Baldaev L.Kh. | Неуймин В.М. | Neuymin V.M. | v.neuimin@tspc.ruv.neuimin@tspc.ru

   Авторы статьи

   Authors

   Жуковский Е.А.

   Jukovskiy E.A.

   Артамонов А.В.

   Artamonov A.V.

   Балдаев Л.Х.

   Baldaev L.Kh.

   Неуймин В.М.

   Neuymin V.M.

   v.neuimin@tspc.ru

   v.neuimin@tspc.ru

   ---

   Моделирование горения и течения продуктов сгорания по тракту горелки К-2 для газотермического напыления защитных покрытий

    

   УДК 662.612

   DOI: 10.36652/1813-1336-2020-16-11-516-521

    

   Метод конечных объемов для решения осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье—Стокса в модели SST совместно с уравнением для полной энергии с учетом вязкости применен для анализа горения и течения продуктов сгорания в тракте керосин-кислородной горелки, используемой для высокоскоростного газопламенного напыления защитных покрытий (технология HVOF). Рассчитаны распределения температуры пламени и скорости течения смеси газов. Найден наиболее теплонапряженный участок устройства. Сравнены две методики расчета — моделирование химической реакции в камере сгорания и истечение смеси продуктов реакции окисления горючего фиксированного (замороженного) состава, определенного термодинамическим расчетом изобарной камеры сгорания. Термодинамический расчет проводили в рамках специально созданной для этого компьютерной программы, основанной на минимизации термодинамического потенциала продуктов сгорания. Сравнительный анализ проведен для обедненной, обогащенной и стехиометрической смеси горючего и окислителя. Сделан методически важный вывод о возможности замены сложного расчета с химической реакцией более простым расчетом с течением предварительно определенного термодинамически равновесного состава газов. Ошибка при этом составила около 3 %.

    

   ---

   Ключевые слова

   газотермическое напыление, HVOF горелка, уравнения Рейнольдса, метод конечных объемов, газодинамика продуктов сгорания

   Simulation of combustion and combustion of flow products in K-2 thermal spraying torch for thermal spraying of protective coatings

   The finite volume method to solve of the Reynolds-averaged Navier—Stokes equations in the SST model together with the equation for the total energy with the viscosity terms is used to analyze of combustion and combustion products flow in kerosene-oxygen torch used for protective coatings high-velocity spraying (HVOF technology). The distributions of the flame temperature and the flow velocity of the gas mixture are calculated. The most heat-stressed section of the device is found. Two calculation methods are compared. These are the modeling of chemical reaction in combustion chamber and the flow of mixture of oxidation reaction products of fixed (frozen) composition determined by thermodynamic calculation of isobaric combustion chamber. The thermodynamic calculation is carried out by means of specially created computer code. It is based on the thermodynamic potential minimization. Comparative analysis is carried out for lean, enriched, and stoichiometric mixture of fuel and oxidizer. Methodically important conclusion is made on the possibility of replacing of complex calculation with chemical reaction by simpler calculation with predetermined thermodynamically equilibrium gases composition. The error is about 3 %.

   ---

   Keywords

   thermal spraying, HVOF torch, Reynolds equations, finite volume method, gas dynamics of combustion products