Е.Е. Александров, И.А. Кравец, Е.Н. Лысиков

Повышение ресурса технических систем

путем использования электрических и магнитных полей

Рецензенты: А. Т. Лебедев, засл. деят. науки и техн. Украины, д-р техн. наук, проф. ХНТУСХ; В. Б. Самородов, д-р техн. наук, проф. НТУ «ХПИ»

Авторы: Е.Е. Александров, И.А. Кравец, Е.Н. Лысиков, Е.П. Масют-кин, В.И. Просвирнин, О.В. Соловьев, А.А. Тропина

П42 Повышение ресурса технических систем путем использования электрических и магнитных полей: Монография / Е.Е. Александров, И.А. Кравец, Е.Н. Лысиков и др. - Харьков: НТУ "ХПИ", 2006. - 544 с.

ISBN 966-593-394-9

Рассматриваются вопросы повышения ресурса технических систем на основе использования электрических и магнитных полей. Изложены термодинамические и физико-химические процессы, протекающие в трибосопряжениях технических систем; физические основы воздействия электростатических полей на противоизносные свойства жидких смазочных сред и приведены результаты исследования процесса кинетики коагуляции ферромагнитных частиц в многодисперсных средах путем использования магнитных полей. Проведено исследование влияния электрического поля на физико-химические характеристики процесса горения, изложены основные концепции управления процессом горения с помощью электрического поля.

Предназначено для специалистов в области трибологии и эксплуатации технических систем и исследователей процесса горения, а также для студентов и аспирантов машиностроительных специальностей вузов.

Розглядаються питання підвищення ресурсу технічних систем на основі використання електричних і магнітних полів. Викладені термодинамічні і фізико-хімічні процеси, що протікають в трибосполученнях технічних систем; фізичні основи впливу електростатичних полів на проти спрацьовувальні якості рідинних мастильних середовищ і наведені результати дослідження процесу кінетики коагуляції феромагнітних частинок у багатодисперсних середовищах шляхом використання магнітних полів. Проведено дослідження впливу електричного поля на фізико-хімічні характеристики процесу горіння, викладені основні концепції управління процесом горіння за допомогою електричного поля.

Призначено для фахівців в галузі трибології і експлуатації технічних систем і дослідників процесу горіння, а також для студентів і аспірантів машинобудівних спеціальностей вищих навчальних закладів.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Повышение ресурса машин энергорепарацией трибосистем

1.1.Актуальность проблемы повышения ресурса машин

1.2.Термодинамические основы изменения технического состояния машины в процессе эксплуатации

1.3.Стабилизация стационарного термодинамического состояния трибосистем современных машин в процессе эксплуатации

1.4.Энергорепарация трибосистем

1.5.Эффективность и рекомендации по практическому применению энергорепарации трибосистем

Глава 2. Анализ исследований по энергорепарации трибосистем. Концепции и гипотезы

2.1.Энергия взаимодействия деталей машин в подвижных сопряжениях

2.2.Концепции и гипотезы

2.3.Экспериментальные исследования явления репарации трибосистем

2.4.Свойство трибосистем образовывать соединения кремния с углеродом и/или металлами

2.5.Трибоэлектрохимическая стабилизация стационарногосостояния и технические средства управления трибосистем

2.6.Анализ результатов экспериментальных исследованийтрибосистем

Глава 3. Примеры технологий и конструкций для производства безсервисной техники

3.1.Трибоэлектрохимические технологии упрочнения деталей машин

3.2.Технология приработки и формирования сопряженных поверхностей пар трения

3.3.Способы трибоэлектрохимической обработки и получения износостойких покрытий поверхностей трения

3.4.Трибогенные технологии возрождения машин

3.5.Дифференциальные шарнир и маятник

3.6.Способ инвертирования абразива в парах трения

3.7.Преобразование силы электрической в гидравлическую

3.8.Способы ионизации топлива и энергизации природного газа

Глава 4. Повышение ресурса пар трения технических систем обработкой жидких смазочных сред электростатическими полями

4.1. Основные процессы, происходящие в трибологической системе в условиях граничной смазки

4.2. Влияние электрических полей на углеводородные жидкости, имеющие нефтяную основу

4.3. Физические основы механизма воздействия внешнего электростатического

поля на структуру жидких смазочных сред пар трения технических систем

4.4.Механизм формирования адсорбированной пленки на поверхностях трения при обработке жидких смазочных сред электростатическим полем

4.5.Энергетическая оценка взаимодействия молекул поверхностно-активных веществ между собой и определение рациональной напряженности внешнего электростатического поля

Глава 5. Экспериментальные исследования противоизносных свойств жидких смазочных сред технических систем при обработке их электростатическим полем

5.1.Влияние внешнего электростатического поля на толщину адсорбированной пленки жидких смазочных сред на поверхностях трения. Стендовые испытания аксиально-поршневого насоса в условиях обработки рабочей жидкости внешним электростатическим полем

5.2.Стендовые испытания аксиально-поршневого насоса в условиях обработки рабочей жидкости внешним электростатическим полем

5.3.Эксплуатационные испытания аксиально-поршневого насоса в гидроприводе, оснащенном устройством для обработки рабочей жидкости электростатическим полем

5.4.Результаты проведенных экспериментальных исследований

Глава 6. Повышение ресурса технических систем путем очистки железосодержащих дисперсных сред электромагнитными полями

6.1.Проблема очистки железосодержащих дисперсных сред

6.2.Основы взаимодействия частиц в магнитном поле и модели их коагуляции

6.3.Исследование математических моделей коагуляции и извлечения частиц

6.4.Экспериментальные исследования кинетики коагуляции и извлечения ферромагнитных частиц в магнитном поле

6.5.Расчет электромагнитных устройств очистки железосодержащих дисперсных сред

6.6.Разработка и исследование электромагнитных устройств очистки железосодержащих дисперсных сред

Глава 7. Основная система уравнений движения многокомпонентной реагирующей смеси в электрическом поле

7.1.Классификация процессов горения и существующие математические подходы к их описанию

7.2.Основные аспекты воздействия электрического поля на процесс горения

7.3.Вывод основной системы уравнений

7.4.Безразмерные критерии подобия и граничные условия

7.5.Упрощение краевой задачи методом асимптотических разложений

Глава 8. Математическое моделирование процесса горения в двигателе внутреннего сгорания

8.1.Существующие подходы к моделированию процесса горения предварительно перемешанных смесей.

8.2.Постановка задачи турбулентного горения в камере сгорания ДВС и методика расчета

8.2.1.Основная система уравнений и замыкающие соотношения

8.2.2.Численная процедура

8.2.3.Схема течения и тестирование программы

8.2.4.Результаты расчетов (периоды впуска, сжатия и горения)

8.3. Применение метода переключения моделей к исследованию процесса горения в двигателях

Глава 9. Влияние электрического поля на процесс горения

9.1. Математическое моделирование диффузионного турбулентного горения

9.2. Моделирование образования оксидов азота при диффузионном турбулентном горении

9.3.Влияние электрического поля на образование токсичных веществ при горении

9.4.Вольтамперные характеристики пламени при горении

Список использованной литературы