Test for adequacy of model of particle spreading over the substrate during plasma spraying of thermal barrier coatings
- Authors: Panteleenko F.I1, Gromyko G.F2, Okovity V.V1
-
Affiliations:
- Belarussian National Technical University
- Institute of Mathematics, National Academy of Sciences of Belarus
- Issue: No 2 (2015)
- Pages: 24-31
- Section: TECHNOLOGY
- URL: https://journals.rcsi.science/1994-6309/article/view/302159
- DOI: https://doi.org/10.17212/1994-6309-2015-2-24-31
- ID: 302159
Cite item
Full Text
Abstract
A mathematical description of the process of spreading and simultaneous solidification of the liquid particles, when it collides with the solid surface of the substrate is presented and approximate numerical methods for the calculation are constructed in the article. These algorithms are a continuation of numerical studies on the development of approximate methods of calculation, which examined simplified models for individual variables, such as temperature in the particle, in the substrate, in the contact area, for finding the velocity field for determining the shape of the spreaded particle. The developed model allows carrying out numerical experiments to study the collision process of an individual drop with the spatial surface and its’ spreading, as well as the formation of the structure of plasma coatings. The results show that the numerical methods are quite effective in the study of nonlinear problems. On the basis of experimental studies of processes of interaction of the particles with the substrate and spreading on it the adequacy of the developed theoretical dependencies is shown.
About the authors
F. I Panteleenko
Belarussian National Technical University
Email: panteleyenkofi@mail.ru
65, Nezavisimosty avenue, Minsk, 220013, Republic of Belarus
G. F Gromyko
Institute of Mathematics, National Academy of Sciences of Belarus
Email: grom@im.bas-net.by
11, Surganova str., Minsk, 220013, Republic of Belarus
V. V Okovity
Belarussian National Technical University
Email: okovvas@gmail.com
65, Nezavisimosty avenue, Minsk, 220013, Republic of Belarus
References
- Nichols B.D., Hirt C.W., Hotchkiss R.C. SOLA-VOF: a solution algorithm for transient fluid flow with multiple free boundaries: report LA-8355 (US-32 and US-34). - Los Alamos: Los Alamos National Scientific Laboratory Publ., 1980. - 58 p.
- Нанесение покрытий плазмой / В.В. Кудинов, П.Ю. Пекшев, В.Е. Белащенко, О.П. Солоненко, В.А. Сафиуллин. - М.: Наука, 1990. - 408 с. - ISBN 5-02-006040-2.
- Солоненко О.П., Смирнов A.B. Соударение капли расплава с поверхностью: теория и модельный эксперимент // Доклады Академии наук. - 1998. - Т. 363, № 1. - С. 46-49.
- Fukanuma H. A porosity formation and flattening model of an impinging molten particle in thermal spray coatings // Journal of Thermal Spray Technology. - 1994. - Vol. 3, iss. 1. - P. 33-34. - doi: 10.1007/BF02648997.
- Исследование структуры плазменных износостойких покрытий на основе оксидной керамики с включениями твердой смазки / Ф.И. Пантелеенко, В.А. Оковитый, Т.Л. Талако, О.Г. Девойно, А.Ф. Пантелеенко, В.В. Оковитый // Наука и техника. - Минск, 2013. - № 5. - С. 15-21.
- Девойно О.Г., Оковитый В.В. Композиционный порошок на основе диоксида циркония, частично стабилизированный оксидом церия // Наука и техника. - Минск, 2013. - № 6. - С. 3-8.
- Моделирование растекания и затвердевания частицы при плазменном напылении / Г.Ф. Громыко, Г.М. Заяц, А.Ф. Ильющенко, С.П. Кундас // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. - Минск, 1999. - Вып. 22. - С. 101-107.
- Моделирование процессов газотермического напыления покрытий / А.Ф. Ильющенко, В.А. Оковитый, А.И. Шевцов, Г.Ф. Громыко. - Минск: Беспринт, 2008. - 264 с.
- Моделирование процессов формирования теплозащитных покрытий на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидами редкоземельных металлов / Г.Ф. Громыко, А.Ф. Ильющенко, А.И. Шевцов, В.В. Оковитый // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. - Минск: Белорусская наука, 2013. - Вып. 36. - С. 36-40.
- Simulation and experimental studies of particles interaction with plasma jet in vacuum plasma spraying processes / S. Kundas, V. Gurevich, A. Ilyuchenko, V. Okovity // Journal of Advanced Materials. - 2000. - Vol. 32, iss. 3. - Р. 3-11.
- Кундас С.П., Ильющенко А.Ф., Оковитый В.А. Релаксация напряжений в плазменных покрытиях за счет образования трещин // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. - Минск: Тонпик, 2002. - Вып. 25. - С. 79-84.
- Оковитый В.А. Модель напряженного состояния системы «покрытие-подложка» при плазменном напылении // Порошковая металлурги: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. - Минск: Геопринт, 2003. - Вып. 26. - С. 113-116.
- Моделирование режимов напыления плотной керамики на основе диоксида циркония / В.А. Оковитый, Г.Ф. Громыко, А.Ф. Ильющенко, Н.П. Мацука, Ф.И. Пантелеенко, А.И. Шевцов, В.В. Оковитый // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. - Минск: Белорусская наука, 2010. - Вып. 33. - С. 9-20.
- Моделирование процесса формирования керамических покрытий на основе диоксида циркония / Г.Ф. Громыко, В.А. Оковитый, А.Ф. Ильющенко, А.И. Шевцов, В.В. Оковитый // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. - Минск: Белорусская наука, 2012. - Вып. 35. - С. 170-176.
- Разработка системы уравнений по определению температуры и напряжений при формировании теплозащитных покрытий на основе диоксида циркония, стабилизированного оксидами редкоземельных металлов / Г.Ф. Громыко, А.Ф. Ильющенко, А.И. Шевцов, В.В. Оковитый // Порошковая металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов / Национальная академия наук Беларуси. - Минск: Белорусская наука, 2014. - Вып. 37. - С. 198-207.
Supplementary files
