ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 4 2023 278 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 0,0E+0 5,0E-4 1,0E-3 1,5E-3 2,0E-3 2,5E-3 3,0E-3 3,5E-3 4,0E-3 0 50 100 150 200 250 SF 0.25 SF 0.5 SF 0.75 Длина, м Скорость, м/с Рис. 15. Скорость частиц около стенки образца Fig. 15. Particle velocity near the sample wall along its length 0,0E+0 5,0E-4 1,0E-3 1,5E-3 2,0E-3 2,5E-3 3,0E-3 3,5E-3 4,0E-3 0,0E+0 5,0E-6 1,0E-5 1,5E-5 2,0E-5 2,5E-5 3,0E-5 3,5E-5 4,0E-5 4,5E-5 SF 0.25 SF 0.5 SF 0.75 Длина, м Диаметр, м Рис. 16. Распределение средних диаметров около стенки образца Fig. 16. Average particle diameter distribution near the sample wall along its length Рис. 17. Фото частиц кварца Fig. 17. A micrograph of erodent particles (quartz particles) щадью к суммарному периметру частиц. Интересно и качественное соответствие области точек скорости эрозионного износа с коэффициентами несферичности 0,5 и менее экспериментальному профилю износа поверхности. Таким образом, по интегральной величине скорости эрозии (табл. 2) и профилю уноса материала (рис. 13) самые близкие к экспериментальным значения могут быть получены для модели Oka c 90 0, 004 E = ; 1 0, 613 n = ; 2 6, 439 n = ; 2 2, 21; k = 3 0,19 k = и с SF = 0,25. Отсутствие чувствительности скорости эрозии к моделям турбулентности и их коэффициентам и, наоборот, высокая зависимость от формы частиц показывают необходимость большего внимания (по крайней мере для сопоставимых условий натекания) к параметрам частиц, а не несущей фазы. В дальнейшем отдельного исследования требуют эффекты вращения частиц, другие формы распределения по размерам, угловатость частиц, а также изучение взаимодействия частиц между собой – столкновений, слипания и дробления. Моделирование эрозии с помощью CFD с учетом параметров частиц может позволить не только прогнозировать, но и управлять скоростью эрозии и положением ее максимума на обрабатываемой поверхности, как показало влияние коэффициента формы частиц. Это может быть полезно как для формирования областей минимальной и максимальной эрозии за счет изменения формы, состава и распределения частиц, так и при обработке металлов и сплавов – дробеударном упрочнении и формообразовании. Наконец, дальнейшие работы разумно проводить в связке с FEA-моделированием, что позволит в явном виде рассмотреть процессы взаимодействия частиц с поверхностью и между частицами и учесть детальные свойства материалов. Такие исследования будут необходимы и при оценке эрозионной стойкости разных видов покрытий. Выводы Проведенное численное исследование позволило определить следующее. 1. Рассмотренный подход позволяет получить хорошее совпадение с экспериментом как качественно – по профилю уноса материала, так и ко-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1