Обґрунтування параметрів масопереносу через нещільні матеріали
Автор: Франків Юлія Юріївна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У багатьох галузях промисловості знайшли застосування новітні фільтруючі елементи. Такі фільтруючі елементи здатні працювати тисячі годин і піддаються регенерації під час експлуатації: їх можна продувати, травити або пропалювати. Металеві порошки отримують переважно двома методами: хіміко- металургійним та фізико-механічним. Фізико-механічні методи отримання металевих порошків передбачають подрібнення металів у твердому або рідкому стані. Зокрема, розпилюванням розплавлених металевих сплавів, таких як алюміній, цинк, мідь, леговані сталі та чавуни, отримують дисперсні порошки. Хіміко-металургійний метод базується на процесах відновлення металів із їхніх оксидів або інших хімічних сполук. Формування порошкових заготовок здійснюється шляхом одночасного формоутворення та ущільнення матеріалу, переважно методом холодного пресування. Процес проводять у прес-формах в результаті чого отримують компактні заготовки, які надалі піддають спіканню з метою покращення їхніх механічних властивостей. У пористих матеріалах розрізняють три типи пор. Відкриті пори мають сполучення з поверхнею тіла та беруть участь у процесах фільтрації рідин і газів за наявності градієнта тиску. Закриті пори ізольовані від зовнішньої поверхні та не залучаються до фільтраційних процесів. Окрему групу становлять тупикові пори, які з’єднані лише з однією поверхнею пористого тіла. Механізм перенесення робочого середовища крізь пористі тіла характеризується двома основними шляхами: протіканням через мікроканали та дифузією крізь матеріал. Об’єкт дослідження: пористі порошкові фільтруючі елементи. Предмет дослідження: конструктивні параметри формоутворюючих елементів порошкового пресового обладнання. Мета дослідження: вивчення впливу технологічних методів виготовлення порошкових, пресованих фільтруючих елементів на ефективність та продуктивність процесу масопереносу фільтрувального середовища. Дослідження міцнісних характеристик елементів прес-форм. В першому розділі роботи наведено огляд та загальні характеристики методів порошкової металургії. Проаналізовано технологію і методи виготовлення порошків. Проведено класифікація порошкових матеріалів та основні напрямки використання пористих порошкових виробів. Розглянуто гідрофізичні властивості порошкових виробів. Вказано на специфіку та перспективи використання пористих порошкових матеріалів у якості фільтруючих елементів. В другому розділі роботи проведено аналіз і особливості структури пористих матеріалів. Розроблено математичну модель масопереносу крізь пористі матеріали, яка враховує особливості мікроструктури та дозволяє кількісно описати процеси перенесення маси в умовах неоднорідної пористої структури. Запропоновано параметр звивистості мікропор як характеристику проливної здатності пористого матеріалу. Проведений в роботі аналіз напружено- деформованого стану елементів прес-форми надав можливість оптимізувати їх конструктивні параметри Отримані в роботі проектні рішення та відповідні досліджень вказують на їх та доцільність використання на практиці. Ключові слова: порошковий матеріал, пористість, математична модель, дослідження, симуляція, оптимізація, комп’ютерний інжиніринг.