Способ определения скорости частиц в продуктах детонации

 

(72) Авторы изобретения

А.А.Гончаров, В.Е.Неделько и Ю.П.Фе (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени на ч институт технологии автомобильной про (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЧАСТИЦ

В ПРОДУКТАХ ДЕТОНАЦИИ

Изобретение относится к измерительной. темнике и может быть использовано для измерения скорости частиц при детонационном, плазменном процессах нанесения покрытий.

Известен способ определения скорости движения частиц, напыляемых с помощью высокоэнергетических газовых потоков с использованием следограмм процесса соударения частиц с подложкой (lj.

Недостатком данного способа является дискретность измерений, т.е. определение скорости частиц через .отдельные промежутки времени, а также создание дополнительных возмущений в потоке, что приводит к торможению частиц.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения скорости частиц, основанный на визуализации движения частиц, регистрации треков частиц во времени на фотопленке и . обработки результатов измерений (2 j.

Недостатком известного способа является невозможность его применения при нанесении покрытий с помощью газовой детонации, так как используемые частицы в последнем малы и их движение не дает четких следов на фотопленке.

Цель способа - расширение функциональных возможностей за счет определения скорости более мелких

1Е частиц.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения. скорости движения частиц, основанном на визуализации движения частиц в потоке, регистрации треков частиц во времени на фотопленке и ббработки результатов измерений, визуализацию движения частиц проводят путем установки экрана в потоке под углом от 1 до

60 к его направлению.

На фиг. 1 показана принципиальная схема регистрации скорости часВремя ht прохождения свечения на экране совпадает с временем пролета

К-й частицей расстояния, равного h.

При h - О, М - 0 и V представляет собой мгновенное значение скорости частицы у поверхности экрана, таким образом, возможно измерение локальной скорости частиц. На фоторазвертке скорость частиц определяют по тангенсу угла наклона, касательной

I . к траектории свечения в данной точке.

Для увеличения разрешающей способнос50 тиц, на фиг. 2 — схема устройства для определения скорости частиц.

После прохождения детонационной волны поток продуктов детонации, содержащий две фазы — газообразную 5 и твердую, вылетает из открытого конца ствола детонационной установки

1 и era направляют на экран 2„ расположенный на некотором расстоянии от открытого конца ствола, IQ

В потоке 3 продуктов детонации имеются частицы О, д,k, 2. и т.д., расположенные в одной плоскости.

А так как экран 2, на который этот поток 3 направляют, расположен под 15 некоторым углом сс относительно оси, перпендикулярной вектору скорости, частицы (3, с1, 8, « и т.д. достигнут экрана 2 не одновременно. В момент соударения частиц о о экран 2, частица расплющивается и этот момент сопровождается увеличением излучающей площади, т.е. усилением свечения, которое регистрируется на фотопленке оптического скоростного фоторегистратора. Через некоторое время следующая частица с потока 3 достигает экрана 2 и момент соударения ее также зафиксируется на фотопленке и т.д., т,е. поток 3 частиц оставляет светя- ЗО щийся след, зафиксированный на пленке в виде наклонной линии.

При соударении частиц с экраном на последнем свечение перемещается со скоростью ®, зависящей от угла у наклона экрана. При угле aL, стремящемся к нулю, скорость стремится к бесконечности. Средняя скорость

/.

К-й частицы М определяют по времени bМ прохождения свечения на экра- ео не пути k, т.е.

ih

V = — = Ч53л Ы к

1=—

S 1Ïñà ти способа предварительно на экран наносят покрытие - слой окиси алюминия, пропитанной тушью. Угол наклона с(. оказывает существенное влияние на точность измерения скорости частиц, Однако при угле наклона с(. от

40 до 60 скорость частиц практически не изменяется, При увеличении угла с 60 до 90 регистрируется очень слабое свечение, практически неразличимо на фотопленке. Таким образом, при угле б наклона экрана 2 от >)0 до 60 регистрируют скорость полета частиц. При угле с С- наклона экрана меньше ч0 регистрируется скорость подлета частиц, так как на частицы экран оказывает возмущающее действие при торможении и повороте потока вдоль экрана.

Способ измерения скорости частиц реализуется с помощью устройства (Фиг.2}, содержащего. открытый -с одного конца ствол 1 с присоедйненными блоками 4 вводу порошка, 5 подачи газа, 6 инициирования взрыва, оптического регистратора, например, типа скоростного фоторегистратора 7, работающего в режиме щелевой развертки, связанного с блоком 5 инициирования взрыва и сфокусированного на экран

2, выполненного с воэможностью изменения угла наклона с помощью механизма 8.

Устройство работает следующим образом.

После заполнения стеол 1 газовой смесью через блок подачи газов инициируют взрыв с помощью блока 6 инициирования взрыва. Одновременно открывается затвор оптического скоростного фоторегистратора, который синхронизован с блоком 6.

Поток 3 продуктов детонации, содержащий частицы через открытый .конец ствола 1 направляют на экран 2.

Свечение, возникающее на экране

2, Фотографируется на неподвижной пленке с помощью вращающегося зеркала.

Формула изобретения

Способ определения скорости частиц в продуктах детонации, основанный на визуализации движения частиц в потоке, регистрации треков частиц во времени на фотопленке и обработ5 93240 ке результатов. измерений, о т л и - ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет определения скорости более мелких частиц, визуализацию 5 движения частиц проводят путем установки экрана в потоке под углом от

1 до 60 к его направлению.

1 6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зверев В,И. и др. Детонационное напыление покрытий. Я»» »»Судостраеыиа", 1979» с. » »» 52.

2, С.И.Jr.Я arks à.oth. »»АИФ.>

1977 15» Н 1, с. 110-113, РИИИТ, 1977» 9.32.738 (прототип), 932403

Составитель Ю.Власов

Редактор В.Пилипенко. Техред А. Бабинец

Корректор О. Билак филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 3774/64 Тираж 883 Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5