автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Интенсификация процессов обслуживания и ремонта авиационной техники с применением многофазных многокомпонентных потоков

РГО од

1 Г.üВ 1H9-I

■ МИНИСИРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ ДОАЯЧЫ Киевский яяатптут йнявнаров гражданокей авиация

На правах рукопио«

ФРАЙЧУК Григорий Цихайябвг! УДК 629.735.089.02:658.3*5:502 (0*3.3)

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ОБСШИВАНИЯ Я РЕМОНТА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ С ПРЯМШНИКИ МНОГОФАЗНЫХ ННОПЗКОШЮНЕНТНЫХ ПОТОКОВ

Специальность :05.22Л 4 - Эвоплуа*ацяя от вдуто г»

»paeonopta

А В Т О Р В « 8 Р » Т

диссертация васоисканм учвноЯ отвпвнш доктора твхйичеcito яаук

t я в в 1998

Двоовртация является рукописью

Работа выпоашна в Киевскон институте инженеров граждане аваанна.

Научнне консультанты -

Официальные оппоненты

доктор технических наук, професоор Каоьянов В.А,, доктор технических наук, професоор Ушаков В.В,

Доктор технических наук, Професоор Коиаров A.A., доктор технических наук, профессор Терещенко r.U., доктор технических наук Каолоя В Д.

Ведущая организация - Авиаремонтный гавод Ж 410

8ащит& состоится'^января 1994 г. в 15 часов на ааоедан «ведавливироваяного Совета Д 072.04,01 при Киевовои институте «нжеверо) Грахданокой авиации по адресу: 252601, ГСП, Киев-5 проспект Космонавта Комарова,I.

С днсоертацией нокно ознакомиться в библиотеке Киевского ивотитута инженеров гражданской авиации.

Автореферат рааосяан 24 декабря 1993 года.

Ученый секретарь опециадигкраванного Совета, доктор технических наук

Н.Ф.Днитричешсо

ОШЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАКШ

4ктУаяыгость проблемы. развитие современного проиыпленного производства сопровоадаегоя прймзиениеи технологичейких процео-аов, при которых г больших количествах яспольвугтся токсячеокиа пожароопасные вещества, неблагоприятно влиягаие на окружающуи среду. В большинства случаев эффективность и экономичность этих процэссов крайнз ниэкио ив-за низкой скороотя процессов, болыгаг расходов прииеняешк квгоряалов, а такжз гясокмг энергоемкости я квториалоеккости применяемого проинюшкого оборудования.

Интенсификация традиционных катодов очистгсч я кер.чоруаа1зцэ-го контроля (ПК) деталей осуществляется 'яршепгпием ультразвука (ультразвуковая очистка и дефектоскопия) или вя&отрнческого. тока в ходкости (злоктролмотеская очистка). Ультразвуковой я электролитический способы очистки овивани о болЬкШЯ экоргетичоокиия затратами и слоянбстью оборрований я пряиеяяюгся глазпни обра-эои длр очистки ыелких деталей, в качество рабочих кидкоатой пря ультразвуковой и. электролитическойочистке: пригоняются органические растворителя, отяичащиеся поганенной токсичпостью и Ш>-ааровврывоопасносты». ...

Основный недостатком причеипвшгх в яаотояявв врекя иехамче-огсих способов очистки являетоя низкий класс шероховатости, пар-жирование и повреждение поверхности обрсбстиваоинх деталей, увеличение гаЕонасикеякости поверхиосгного с«я,>а такхо ьысодая стоимость работ пз обеспечению беаопастсс условий труда изколо-гической чистоты производственного процесса. '

В связи с уволкчомец объйиов производит*», шрокия внедрение» новых конгтрукаионяых аатариешов, защитных я двкориигших покрытий, в связи с Епзрастагщяия требованиями рацнонсльисго расходования природных ресурсов, пошвеиия.дкологичеекбв чяозат п збеспе-'вния беаопаскнх условий труда возникает необходииосгь юискь новах более гффеитявннх, безопасных и ,яе сказывакдаос яо-. ?л?гоприятного влияния на окружакцую среду способна и средств >чистки и нораэруиашего контроля деталей.

Теория и практике очистке деталей от загрязнена! посвяиеин юковсполагагаше работа С.Спротга, И.Корыта^ •И.Дсорввка, В.Еога-шковой, З.-'.Волозатоаа, А.Е.Проголсцяого, }.С...озлова, С.К.Дуз-13'дпва, А.Ф.Телхкоза а др. Исследования чехаииэша укила йасса о :оЕ?рхности деталей проводили К.Прнс, ¿.Сакиерс, М.С.ВояыксиаЯ

A.С.Липатов, Ц.Е.Дейч, Г.А.Филиппов, Р.Г.Перельиаы, fis,Спрингер и др. Однако вопросы интенсификации очистки о использованием внэргии газового потока, переносящего нейтральные и электрически аарякешше яидкйе и твердые аэрозольные частицы в работах указанных ai .'орпв не рассиатривались.

Проблемам совершенствования капиллярного контроля посвящены работы А.С.Боровикова, П.П.Прохоренко, А.К.Денеля, Т.Мок—'Joe— 2ера и др. Исследования влияния электрических и магнитных полей на свойства полярных жидкостей проводили.Я.Я.Блун, А.И.Русанов,

B.Я.Антонченко, Т.Эрден-Груэ и др. Однако оценки влияния внешних воздействий, в частности электрического поля, на процессы капиллярного контроля .авторами не проводились.

Появление новых высокоскоростных технических средств для обслуживания и ремонта авиационной техники (ЛТ), широкое внедрение в производство новых синтетических и полимерных материалов, развитие всепогодной а-иации, првдпола:*йюаее полеты воздушных • о удов (ВС) в условиях повыиеннсМ электрической активности атмосферы, выдвигают проблему защиты лвдейи техники от опасных проявлений статического и атмосферного электричества.

В 1вяэи с этим возникает необходимость разработки научно обоснованных методик и аппаратурных средств, позволяющих с по-цоцьв многофазных многокоипонантник .потоков уценить в назешшх условиях аффективниоть иолниеэлектростатической защиты элементов IT, а такие влияние коронного, стряыерного и искрового разрядов на работу электрорадиооборудования ВС.

С этой целы.;, а такие для исследования влияния электрического полй на процессы очаетки,ч.нераэрущхзщего контроля деталей необходимо разработать генераторы ионов я аэрозольных частиц с .болышыи объемными зарядами.

Цель работа заключается в разработке нового коиплексного подхода к ¡штенсифш<л«,;ш, повышению поиаро- взрывобезопасности и экологической чистоты процессов обслуживания и ремонта AT, на основе аногофазных иыг>тюнпоьеиишх' ксгэксв.

Основное з^ддчи исследований, .Для достижения указанной цели ьовникла неосхйдииость решить следующие задачи: -

I) провести теоретические оценки и акоперииентальные иесде-довааая ил мод г. ваешиах воэдейсзва" на процессы очистки и НК детален а шьвить основные Баксчоыерносги эт воздействий;

г

2) разрабогать научно обоснованные методики расчета и конструкции ионных (ИЗГД) ¡i аэрозольных (АЭРД) генераторов, используемых в качества источников внешних воздействий и для искусственной электризации АТ;

3) исследовать условия для, интенсификации гахнологических процессов очистки и керазруиащего контроля деталей о учетом фиэико-химических свойств обрабатываемых поверхностей и рабочя? составов;

ít) разработать научные основы определения предельных значений геометрических, электрических и гвдрогаэодгсиакичесвих пара-|;отров при использовании в технологических процессах очистки п :!К деталей АГД потоков с яцдкой и твердой дисп^рликми фагаш;

5) выполнять эксперпиек'тальиые исследования'параметров про-leaca очиоим твердых поверхностей яидкиыи и хвзрдции аэрозоль-шми частицами, переносимыми газовой струей, я влияния этих па-)аиетроа аа состояние обрабатываемой поверхности:;

6) провести исследования процессов очлспс;: кзделий микроэлектроники и разработать концепцию создания чистых проиэвод-•.твеннта покецений;

7} разработать и обосновать методики определения антистате-[ссклх свойств материалов и назешгах испытаний колниезлзктрес?а-ической защиты элементов ЬС с приаскеииеи СТД потоков.

8) разработать методику и провести с'раглителыше исследования ффективносгй! цветного контроля деталей при яяотйвоц ;*анеосш:;г,го несшем элекгркчеокоц пола, электрически к оаряхеи» ыш: аэрозолышии частицами кидких деЗектоскзкяЧегсхих материалов

а волной основз;-

9) пззрябстать научные основы я ксгоды обеспеченйя бвзоивс-jx услозий' труда к экологической частота процессов оч.-стак и НК ^огашгекиРх изделий;

исследований. В хода работы используются ыетоды тех-!чгско1! диагностики, теории поверхностных я капчгллярных явлений, тетачсской теории жидкостей, экспериментальной *язики при издания гклрогазодинамйчееких и электрических характеристик¡ меко-згические подходу при трактовке взоиидеДстия эле.чгричес-го полп о очиааюдаи а дефектоскопический« материалами вализи рабатываемой поверхности, при измерении параметров вксояоаольт-

S

пых испамявдьзаае уагаяовои, чавдвикае методы решения уравнений елевтрогкдрдинецщш, уравнений Декаэдра, Эйлера и Еесооля при расчета значений напрякешюсти поля вдаоледуеинх разрядных про-ыожутнах я уравнения Навье-Стокса при движении явдкости в капилляра, .•'.'.■.''''''-"

Научйая новизна, впервые разработаны научные основы и методы, позволяющие интенсифицировать процессы очистки и НК промыш-давних изделий о использованием аэрпаолышх газодинамических потоков.

К основным научным положениям, обладающий новизной, отвосят-оя построение моделейирасчет характеристик электрогазодинами-чаоких (ЭГД) генераторов, ращение систем уравнений, описывающих движение шшнойиелвктричеоки заряженной аэрозольной лошгонент в ЭГД потоке.

Обоснована возможность интенсификации процессов очйатки, оуики изделий и проиькащей способности дефектоскопических материалов в присутствии внешнего электрического пола и при использовании ЭГД потока части" рабочего вещества,

Получоин теоретические и экспериментальные зависиности для оцэик» влияния внешнего электрического похя.и характеристик ЭГД генераторов.на процессы очистки и НК деталей,.

Получены основные закономерности иктенсавиости очистки от геометрических и газодинамических параметров с учетом дисперсных характеристик аэрозоля, которые положены в хснову разработанный опоообов очистки о помоцыо газодинамических потоков, содерхаадх твердую .(кристаллы лада) или жидкую (вода или водная суспензия) диоаэрону» фаау. .

Разработаны аэрозольные влектрогидродинацячеокие (АЭГД) спо-. ообы очисикииНК'двталзй.н.обоснована возможность повышения их похаробёаопасносги и акологичеокоВчисхоты в реаулыате эффективного использования водных очищащих а дефекгоскопичэских ингериа-

,.</" . ,■■■.';;'"'.'■ V.\ •

Разработаны установки и выполнены исследовании эффективности очистки м НК конкрахных. садов деталей авиационной техники - злек-трооЗорудоаат", воадуаньх судов (ВС), фиироалементов, лопатой турбин м компрессоров авиадвигателей, изделий микроэлектроники, по8воливяи9 разработать кокцапциьповы« вния похаробегопасности и 8кологическое чистоту процеиовочиотки у НК дв1 алей путем искло-чвния вопогьаования кислогвдх, щелочных соотавор, оргаических

растворителей,токсичных и пожароопасных дефектоскопических ка-териалов и перехода на яодпыа очивдкзде соотави и дефектоскопя-"геокиа вещества на водной оанове.

Сформулированы научно обоснованные требования к установка» для навешшх испытаний срадств ыолниээлектростической вацити ВС, разработаны и изготовлены устройства для определания антистатических свойств материалов и яоыплеко испытательных установок для оценки ыолниезацищенности элементов ВС'в наземных условиях.

Новизна разработанных автором способов и средств интенсификации процессов очистки и НК деталей подтверждается 25 авторскими свидетельствами на изобретение. Подготовлены также иатарийлы на предполагаемое открытие "Электрогздродинааячоокий капиллярный аффект".

На защиту выносятся:

1. Совокупность моделей и аппаратурах средств для исследования очистки и НК деталей с помощью элзктрш'.зски нейтральных и варяавнних газодинашшвеких. noto ков с "аердиии а явдкици аэрозольным'! частицами на водной оониве, для определения антистатических свойств материалов и наземных испытаний молкиезяоктростатическоЯ зацитн ВС.

2. Теоретическое обоснование а результаты экспериионталышх исследгванлй зависимостей кнтсисивностн очистки я НК от внешшт воздействий, геометрических и газодинаикчееккх параиетрор.

3. "етодики расчета параметров ионных л аэрозольных электро-гззодинаыичьскихисточняков для очиегки и НК дртрлоП, а такие при использовании их в качестве ганераеороа искусственного заряда. * '•■.'.'■

Способы очистки деталей перед яанавенизн дефектоекопи-чзйкя; материалов, занятных й декоративнше покрытий твердыми я кикк»«« аэрозмышци частицами, порелооиший газовой отруей, п ' АГД способы нераэруиавдего контроля.

Вклад автора состоит:' ч

з разработке моделей и методик расчега параметров ЭГД потоков, "»цепки влияния внешнего поля и характеристик ЗГЛ пото:;а на процессы очистки, с узки изделий и заполнение ка. чялярниг, несплон-коссей;

íj-разработке пагаросГезоласныг и экологически чистая список

1 I

боа очиотки и ПК деталей о ярншиенави аадких и твецдих азро-вольних частиц нь водной основе;

в организации и риараоохко методик проведения экспериментов, анализе л обобщении полученных экспериментальных: результатов;

в рс зрабогке методик и организации изготовления комплекса «□питательных средств для определения антистатических свойств материалов и оценки молниеэацищеннооти элементов ВС ГА на основе цногофазшя многокомпонентных потоке в;

в обсуждении и публикации результатов теоретических и экспериментальных исследований по данной проблеме.

Практическая значимость работа. Разработаны научно обоснованные методики расчета характеристик ионных и аэрозольных ЭГД генераторов, использованные при создании малогабаритных высокопроиз-водитзльних источников ионов и заряженных азрозолышх частиц на водной основе.

На основании проведении:: наследований разработана установка для очистки авиационных деталей от старого лакокрасочного покрытая при ремонте авиационной техники, '

Решении системы уравнений электрогазодинамики, анализ ре-вуамаюв проведениях экспериментов и стат.этических даашх по опасным проявлениям статической электризации на предприятиях ГА положены в основу при разработке "Инструкции по снигению влияния отатичеокого электрического в технологических процессах обслуживания и ремонта авиационной техники" И» 7/11, утвержденная ув.02.1936 г. и вяв/ронвая во всех'эксплуатационных и ремонтных ¡предприятиях ГА.

Научно обоснованная методика наземных испытаний молниеэлек-тростатической защиты элементов ВС и созданные на основа разработанных а'.тором технических требований испыта78льные установки кепользустся для сертификации А'Г.

Разработанные- на базе исследований установки дли очистка деталей АТ используйся на авиаремонтнвг заводах & 21, Й ЗДО, &243, ъ/ч 1550'?-Иваново; при очистке судового электрооборудования (ПО "Арктика", Северодвинск); при очистке лопаток турбин авиадвигателей ("йоторостроитоль", Запоронье). !,!этэдика АЭГД капиллярного контроля составами на водной основе' используется при разработке установок для капиллярной цветной дефектоскопии в институте физической химли АН Украины, проект промышленной

установки для очистки изделий микрозлектроникч реализован в HUI! Г011 (г.Киев).

Суммарный экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы, приходяпийся на долю автора, в ценах 1992 года составляет илн.крб.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и ^а-суддшш на р.оеоогзной конференции по пршеладиой аэродинамике (Киев, 1973 г.), Всесоюзной научно-технической конференции по безопасности полетов в условиях опасных внешних ¿зэздайстзий (Киев, IS8I г.), заседании секции 1У ".)лектро1'Изика. высоких напряжений" Научного Совета АН СССР (киев, 1935 г.). Всесоюзном научно-техническом семинаре по вычислительным методам теоретичеи-коП физики (Киев, I9B6 г.), 1У Всесоюзной работам совеоании "Свойства жидкостей в малых объемах" (Киев, 1086 г.), у научной конференции "Проблемы охраны труда".(Рубежноз, 1986 г.), В Воз-егюзном симпозиуме по атмосферному электричеству (Тарту, 1936г.}, Всесоюзной конференции "Актуальные вопроси охрани труда й природопользования при авиатраасиортнах процессах" (Киев, 198? г.). Всесоюзном семинаре "Опыт использования АГД потоков в гехнологнчес-них процессах очистки авиационных дотолей" (Киав,'1Э88 г.), I Всесоюзном семлгтре-совещаш'и по электрогидродинамике хидких диэлектриков (Ленинград, 1999 г.), Всесоюзно« севднарч "Пяссив.чая л сипни грозовых очагов" (Рига, IS39 г.), У Всесоюзном съезде по теоретической я прикладной механикз (Москва, 1991 г.), Международной конференции по проблемам очистки деталей под защитные и декоративные покрытия (Всетин.чда, 1Э90 г.), 1У Всесоюзном симпозиуме по атмосферному злектричезтву (Нальчик, 1990 г.) я др.

Публикации по работе. Результаты диссертационных юслэдозз-чий опубликованы в 66 печатных работах, вклвчаших монографию, учебное пособие, ¿5 авторских свидетельств на изобретение*

lía рассмотрении в Госкомитете по делам изобретений н открытий находятся материалы открытия "Электрогиродинаадчезпкй капал-яярный эффект".

Структура и ъбьвч лизеептации. Диссертационная рабсил гоит па введения, 5 глав, основных результатов пийоти, сьзохв штературы, праловеяая и «одержит 355 страниц ¡жшгчьояетлйа'З ¡r-n~ ¡та, 7С страниц рксункоя, 20 страниц пргяозекяя. ."ясУяи"грзфпчi.о--шй список.включает ISO и8икгяоЕОТй лагературпых паэтчлмгоз.

СОДЕРШИЗ РАБОЗЫ

Во введении обоснована актуальность хеш диссертационной работы. Показана ^ааность выполненных в работа исследований по проблемен интенсификации производственных процессов на оонове многофазных многокомпонентных потоков.

Сформулированы цели проведенных исследований, их научная новизна и практическая ценность.

Теоретическое обоснование способов интенсификации процессов очистки и НК деталей (глава I) связано о решением задач электро-гаэодинамики, занимающейся изученной движения униполярно заряжен-иьа или поляризованных сред в электрическом поле.

Отмечено, что вопросы применения ЭГД течений для интенсификация технологических процессов очистки, мойки, дефектоскопии да-залей до настоящего времени не рассматривались.

Для теоретической оцен.:а влияния аэрозоля и скорости воздушного потока на характеристики ЭГД течения в промежутке цеэду генератором варякеииых частиц а обрабатываемой поверхностью была ракзиа & одномерной постановке система уравнений, описывающая озацяоиариое двааение трехконпоненгной ореда - нейтрального гага, ионов а аэрозольных частиц. При условии пранебреаиио малого влияния электрической о&ьошшё силы «а гидродинамику потока система приамаеа вид: ,

•^¿-[Лс^-Ад] -с; <!>

г*йГ [Л'.^^^-^А^щн-ета)1-®; (а)

: >>

2деоь V,. - скоромь гааа; - напряженность и потенциал агектричеоког« поля; ^ , ^ - подвижность и плотное» объемного ааряща ионов, т , Л - ааряд и числовая плотность частиц; р « бЗ(/ца - сила сопротивления Стокзе, где ^ дин&ыаческий Е0ЭффЗДК5Ц» вязкое»; и > радмуа адемцц; Да Ша/16с а2, где Ба , 6 - диэзветрвческяе проиадаекоми, «истица и газовой среды.

Для ЭГД течения ненду плоскими электродами = О, Г а X; для электродов в ввде коаксиальных цилиндров I.

Предполагалось, что ЭГД поток образован униполярным коронный разрядом межу плоскими сетчатых«! электродами, гидродинамический переносои конов и аэрозольных частиц со скоростью U0 , причем электрическая подвижность последних пренебрежимо мала.

В этой случае система (1),..(<0 в бэзразиериои ввде может быть представлена следующими вырааенияш:

(Е +R3) =Q+ñ(l-V)E2; - (5)

где I = J/L • В = E/EK j E¡c - начальная напряженность электрического поля; L - расстояние между злектроцакя; R3 = U0í?fE,f электрическое число Сойиолэдоа; Q =j L/dfijEj - параиотр, характеризую^!!! ста пень гаряжониости потока; ££ = П AL — параиехр запыленности потока «аотицаии; j0 - плотность результирующего тока; 2/ШЛ1Е1,

Начальные условия задачи:

у = ; Ё = I при X = О.

Результаты решения.систоны сввдотельствуот, что по море удаления от генератора 'истиц и увеличения степени саряжонпоста потока напрлаешюогь поля возрастает (рис.1; крязно 1 -йг 40, 2 - G => 2, 3 -Q = I) и достигает маиипмльиагэ значения вблизи обр&батвваеиой поверхности.

Как показала расчеты, степень заряяеннооти Q вблизи носяо-дусиой поверхности возрастает с увеличением скорости 9?Д потока (рис.2, кркгые I - R. э = IAi 2 - R э'я Ij 3 - Rg » 0,6; 4 - Eg е я G), плоте« относительный заряд чштод Z = X - </" paesei с ростом пзренапряхеиия я) (кршиа 5 - R3 з 0,6; 6 - Bg = I; 7 - а 1,4).*

Таким сбразом, для усиления эффекта внешнего воздействия, обусловленного напряженностью электрического поля, лсобходмэ увеличивать степень ааргазеиноота, перенапряжений коронного разряда и скорость аэрозольного злоктрогазодштмйчеся го потока.

Как показали раачегы, для нвиенения поверхностных: смйств рабочих составов, на оскопи вода гребутся достаточно внеокао иа-

праденноеги электрического поля. Задача создания вшшшх электри-чзскнх полей может бить решена но основе использования принципиально новых устройств и процессов,

С этсй целью били разработаны сверхзвуковые зарядные устройства иоыв и заряженных аэрозольных частиц.

На основании проведенных расчетов характеристик ЭГД потока и исследованных автором критериальных соотношений для коронного разряда с острия получена обобщенная редуцированная характеристика коронного разряда в зарядном устройстве ионного злектрогазо-динаиического источника в виде:

! = 2БГи*1т + Я*) "ЯлМ), где oíK - диаметр критического сечения сверхзвукового сопла;

= J)*- средняя плотность во8духа, равная полу-

сумме плотностей воздуха в песте установки вершины острия и иа среза зарядного устройства, определяемых по формулам адиабатического течения газа; 6Н » ^Рм " соответственно подвижность и плотность rasa при нормальных условиях; ¡Jn - напряжение начала коронированип острия; Rs - электрическое число Рейнольдса,

о* Угр с/к "э " 2 8* Uk '

vcp^ Мер~VkRT0 ууL±-Mfpi

где 1гйр - среднее значение числа Маха, равное полусумме чиоел Маха в меоте установки острия Мк и на срезе сопла U ; Т0 - абсолютная теипература газа на ххеде в сопло» R - универсальная газовая постоянная; к - показатель адиабаты.

Высокой степенью заряженнооти аэрозольного потока и простотой конструкции отличается сверхзвуковое аэрозольное зарядное устройство о индукционной электризацией частиц на водной основе.

С помощью Я - теоремы получены в безразмерное ввде основные параметры, характеризующие аэрозольное электрогаэодинамичео-вое зарядное устройство:

i „-JLiJifc

o r0

p

о расч

Q • ñ ± (^-Po)'/2 Г ÍL.

■ W ° ~ Q ' L " R

10

Po

Здесь , - соответственно проводимость и диэлектрическая'проницаемость кидности; Р0, Р - абсолютные давления соотгэтствеиио на входе в сопло и в окрунагщсГ. среде; давление на входе в сопло, соответствующее расчетному реяиму работы сверхзвукового сопла;

Я* = .ГС* * —2 ?р_. 1 гдо ) -соответственно

радиусы критического и выходного сечений сопла; ?р - радиус распылителя; б - безразмерный параметр, характеризующий соотношение расходов рабочей яидкостя п газа;' I - безразмерный параметр, характеризующий геометрию зарядного устройства; - безразмерный параметр, характеризующей алектризускость аадкости; п ,1 -степень нераочетности и длина сверхзвуковой частя сопла.

Получены обобщенные безразмерные внраяения для расчета электрических характериотж АЗГД гекераторов в зависимости от геометрии и газодинамических характеристик зарядных' устройств.

В главе 2 проанализированы традиционные методы очистки пэ-груяениеи деталей в вдюадс раствори. Рассмотрен механизм новдего действия. В соответствии с современными представлениями мокдиЯ эффект является результатом проявления комплекса физико-химических свойств моющего состава, т.о. растворпсчой, свачивахдчй, . эмульгирующей, диспергирующей, стабилизирующей и плонкообравуюиеП способности.,

На основе анализа эффективности электрохимических, электрофизических и механических (лкевмо-гидроебразавкого) способов очистки отмечается, что указанные способы икавт надосгатки, присущие очистка растворителями, Кроце того, электрохимический, ультразвуковой и гидроабрааивный способы очистки обладают высокой энергоемкостью, повышенным:! электроопасиос2ью а загазованностью, а в сг;ч5е применения ультразвуковой очистки возникает опасность воздействия на работающих ультразвуковых колебаний. К недостаткам паевко-гидроабразивиых споообов очистки отяостся большие расхода очищающих веществ, повышенные уровни шуги и др.

В связи с гшеювдкизв недостатками перечеоленных выае.кряди-ционных методов очистки деталей в диссертациош;"й работа огалвг-ои 8адача разработки методов очистки, отвечавдих тробованняи" высокой новдей способности по омовения к удаляемому ааггчзнании,

отсутствия разрушающего действия на очищаемую поверхность и токсичного действия на работающих, покерной и взрывной безопасности и отсутствия неблагоприятного воздействия на окружающую среду.

Эксперименты показали, что эффективность мойки можно повысить пут'ц изменения физических свойств мощих явдкостей и значения действующей силы с помощью электрического поля.

На основании закона Кулона с учетом теоремы Гаусса длн контактной области, соответствующей моменту возникновения поперечного растекания жидкости в капле после соударения с очищаемой поверхностью, получено выражение для силы взаимодействия чаотицы радиусом а с поверхностью:

Р = 0,5Я£об(аЕУо/С)*

откуда следует, что сила, обусловленная действием электрического поля в варяненноы аэрозольном потоке, пропорциональна квадрату напряженности поля и скорости потока частиц; С - скорость распространения звука в нидкости.

Для мойки поверхностей с помощью аэрозольного газодинамического и аэрозольного электрогазодинаиического потоков был разработан генератор заряженных аэрозольных частиц (АЭГЛ генератор). Методика расчета характеристик зарядного устройства АЭРД генератора приведена в главе I. В случае необходимости ЛЭГД генератор иоено использовать в качестве источника ионов, образующихся в поле коронного разряда между острыми кромками распылителя и соплом при отсутствии или пренебрежимо шлих расходах моющей жидкости. Для получения больше; удельных зарядов частиц необходимо, чтобы время релаксации было меньше времени движения струйки от корневого сечения до момента раопада. Указанное условие выполняется при использовании в качеотве рабочей жидкооги дистиллированной воды с неболыой двбавкой (до. I % по объему) ПАВ.

Эффективность койки заряженным потоком водного аэрезо; л определялась по в«совоыу количеству маслянистого загрязнения, в также по врачс.№ очистки фиксированной площади загрязнения поверхности.

Вило опекали влияиие на эффективность АЭГД мойки физико-химических, ялгк1р;!ческих, газодинамических, геокетричаеж, тепловых я дионгреннх характеристик АЭГД потока.

Максимальный аффект мойки достигался при расстоянии от поверхности до среза сопла L = 0,03...О.ОЭ (рис.з, кривая I) и угла ьаклона исследуемой поверхности к продольной оси струи <¿ = 50...70° (кривая 2), причем эффективность мойки заряженным аэрозолем (рис.4, кривая I) вше по сравнению с нейтральным (кривая 2) и существенно повышает эффективность мойки надкостной форсункой (кривая о). i

Получены и обоснованы предельные реиимы по расходу жидкости г/с, давлению газа на входе в сопло Р > 0^25 МЯа, полезному току АЭГД зарядного устройства I >/ 2 ' I0"'J А, по тзм-пературе аэрозольного потока ta^I5°C.

В условиях проязводогва повышение эффективности мойки по сравнению, иаприыор, с ультразвуковой очисткой било достигнуто при мойке фильтроэлецентов (ФЗ). Вре?ш пролила после промывки ФЭ АЭГД опособом уменьшалось в 2...9 раз электрооборудования ВС и др.

Для удаления твердых и прочных загрязнений был предложен способ очистки с -применением моющих составов на основе .суспензий глины, мела и других мелкодислерсйнх- абразивных частиц - аэрозольный газодинамический суспензионный (АГДС) способ очистки. При атом погашается виногическая энергия удара и поперечного растекания суоиаазяи в рззультаю поишония как скоромя, так и плотности иоидаго вещества.

Создэн.ме промышленные установка для АГДС включают операции очистки или мойки изделий рабочей суспензией, промывку чистой промывочной жидкостью, например, дистиллированной водой с ингибитором и сушку изделия подогретым до 30.,.I00°C воздухом.

Опыты на лопатках авиадвигателей из титановых и яаропрочшх сплавов показали, что после очистки АГДС способом значение мякрэ-гвердостй, остаточных напряжений и гааоиасыцеипости обработанных участ;«--** поверхности практически fie изменились.

На исковашш результатов экспериментов (рис.5,6) установлены пр'сдельиыз значения основных характеристик АГДС способа обработки , деталей. Расход жидкости составляет <0,S.«.2)»jq-2 кгд рйз>5

кривая 2; давление газа на входе в сверхэзукоете сопло 0,23,,. 0,4 Iffia (кривая I); расстояние от среза сопла дг обрг'бстнгаоной повзрхйоатя из > 0,1 а (рио~6, правая I),

У

V

0,5 . / Рис.1

iß О

'V//

/5^

0.5

/ iß 2,2 Рис.2

m

t.c 150

75 О

h

0,05 №

Im

Ю 50 90 Рис.3

т0-Ю,кг /.3

0,65 О

50 WO Рис.4

te

t,C

50

25

О

О 2

Рис.5

Р\д'5Щмг

t,C 5b,

25

О

•л ísJ

¿à.

О а 2 Q4 Рис.6

Концентрация твердых частиц в оуспонзии чавиоит от твердости и прочности аагряанения и находится в диапазоне 1:2...1:5 (кривая 2). При ыойке деталей от маслянистых загрязнений, пыли и других непрочных загрязнений объемные соотношения твердой и лзд-кой фаз должны составлять 1:10 до 1:80.

В результате исследований адсорбционные свойств рабочих составов, предложенных для пневмосуспензионной очистки деталей, показано, что в присутствии глины, являющейся основным компонентом рабочих составов, адсорбируицая способность зодных растворов по отношению, наприиер, к фенолу повышается; пртырко на 3 nopim,™ ка, а по отношению к тялелкм металлам, например, к солям свинца -примерно на порядок.

Небольшие расходы рабочей суспензии по сравнению, например, с гадроабразивной очисткой, исключение применения органических растворителей, токсичных и пожароопасных жидкостей, установленные в работе высокие сорбционные свойства применяемых для сус-пзнзии глин, свидетельствуют о высокой экологической чистоте я покаробезопасности АГДО очистки.

Как показали предварительные исследования, применение АГДС способа нецелесообразно для такой трудоемкой операции, как очистка изделий от лакокрасоччых покрытий (ЛКП). Наиболее эффективным пожаробезопасным и экологически чистим является процесс очистка изделий от ЛКП с помощью высокоскоростного потока ледяных грану*, полученных лри заморакиваиии водяных капель, например, в средо яидкого азота (Га 80°К).

При скоростях соударения частиц с поверхностью >/ 100 а/с локальный нагрев зоны контакта составляет 500...600°С. Плавление льда в зоне контакта приводит к появлению кумулятивных струек жидкости из-под гранулы, причем скорость этих струек ь силу закона-о постоянстве массового расхода жидкости шжет в 5...G раз превысить скорость соударения, .что способствует разрушению ЛКП.

Изменение характеристик потока вдоль сон струи было, оценено в результате решения, системы уравнений движения двухфазной среды, состоящей из воздуха а твердых частиц (ледяных гранул):

r/V

% vf(4-va);

Здесь Va . Ta " скорость и температура частицы; Vg ,7g -соответственно скорость и температура воздуха.

Экспериментальная оценка влияния газодинамических, геометрических параметров и дисперсных характеристик аэрозоли производилась на установке, включающей генератор нидкого аэрозоля, усхрой-отьо для размельчения, транспортировки и сепарации ледяных гранул, накопителя ионодисперсних ледяных частиц, эяскторцоо газовое устройство, магистраль для подачи ледяных гранул к обрабатываемой поверхности, устройство для измерения скорости ледяных гранул.

С^фекмваость процесса очистки ледяными гранулами оценивалась по массе частиц, а также по времени очистки единичной контрольной поверхности.

Результаты экспериментов (рис.7...10) позволили определять предельные значения параметров процесса очистки деталей от ЛКП ледлныни гранулами: «¿>= 't5°...?0° (рис.7, кривая I); { - 0,05... 0,1 и (кривая 2); р = 0,5...0,55 Ulla (рис.8); & =(т.._.2),105 1/н8 (рис.9) при Q а 0,8...1,25 мм; G = 0,025...О,05 кг/а (рис.ГО). .

.Научно-технический прогресс в народном хозяйстве невозможен бее широкого применения микроэлектроники, основу которой составляет микросхемы. Свойства форшвдешх элементов и электрофизические свойства границ раздела контактирующих фаз существенно зависят от качества очистки поверхности элементов и структур микроэлектроники от загрязнений различной природы (глава Р),

В работе проведен анализ суцео'х'вуы;;« методов очистки от загрязнений как антропного, так и производственного'характера. Указаны недостатки и делаемая зазод о необходимости разработки более экологически ч-ютих и безопасных методов очистки. Отработка процесса на основе АГД потоков жидких или двухфазных мелкодисперсных частиц иощего вецес1га производилась на экспериментальном стенде, печиыкцеи операции очистки, промывки диотигчиро-ванной водой1 и ¿игивной сушки поверхности потоков подогретого воэдуха.

ЭЦсктчыюо?ъ очистки оценивалась по скорости очистки пластин кз светочувствительного диэлектрика размером Р,04чх0,Ц и и адгезии поверхности по отнесению к покрытию, шраменной в граммах ьэдества на 8 мы даны плаегтш. Макоитльная эйе^ишшоть

достигалась при следующих параметрах процесса: Р = 0,25...О,а? НПа; О * (1...2)'10"э кг/с; и = 0,04...П,0е ы; <£ = 90°, оОгсипов со отношение твердой и жидкой 1{аз Г: 5 _

Для полпенни требуемой адгезии должна быть обеопечеиа необходимая шероховатость обрабатывавшей поверхности (рис,II). Эксперименты показали, что применение 1...2 % ИВ (кривая I) в рабочем составе уменьшает цаксииальнув шероховатость поверхности примерно в 1Д раза (кривая 2), одном в 1,25 раза уменьшает максимальную адгезию (кривая 3) по сравнению с составом без ПАВ (кривая ¡>). Скорости протяжки пластины для доемкенин максимальной адгезии составляют 2...3 шус.

В результате быстрого развития современной микроэлектроники а точного приборостроения предъявляются повышенные требования'к точности изготовления, качеству и надежности выпускаемой продукции, Необходимым условием выполнения этих требований является создание особо чистых, стерилышх условий в производственной помещении. Уровень чистота производственных помещений определяется количеством аэрозольных частиц в единице объема.

Обцез изменение количества аэрозолей в производственной помещении можно представить в виде:

где Ц - количество выделяющегося в помещении аэрозоля, мг/ч; С0, О0 - соответственно концентрация частиц и расход приточного воздуха; , Ор - концентрация аэрозоля после фильтрации, мг/и3- и расход фильтруемого воздуха, и3/ч; у ~ коэффициент фильтрации.

После интегрирования (7) получаем траление для концентрации С аэрозолей в производственном помещении:

На основании выполненных раочегов сравнительного анализа существующих и предложенных способов очистки изделий микроэлектроники, а такие ваздейотвувдих на «,гловвка опасных и вредных . производственных факторов обоснованы требования и условия для разработки концепции чистых производственных пемедений.

При работа о мякриэяектронныии изделиями, при очистке дета-

У(/С= [ С-С0)00- С^О^] сЛ,

(?)

лей и многих других процессах обслуживания и ремонта АТ одной из важнейших проблем является защита от статичоского электричества.

В глава 4 не основании проведенных теоретичеоких, лабораторных, аэродромных и летных испытаний разработаны способы и средства, предотвращающие или исключающие опасные проявления электризации с поноаью многофазных многокомпонентных потоков.

При электростатической защите человека в основу полокена математическая модель электризации человека, определяемой после бесконечного числа шагов, выражением:

где дО - начальной заряд человека, дt - время меяду двумя последующими вагами, Я - переходное сопротивление "человек- земля", С - егасооть человека относительно земли.

Разработаны и обоснованы методики но~емких испытаний молние-электросгатической защиты ВС ГА с использованием различных способов имитации коронных, стрлмерных и искровых разрядов в назем-, них условиях с применением многофазных многокомпонентных потоков.

Рост парка машин, совершенствование их конструкции, необходимость увеличения сроков их слунбы вызывают увеличение объема дефектоскопического контроля деталей этих машин.

В отличие от вновь изготавливаемых, детали, бывшие в эксплуатации, имеют лакокрасочные,силикатные, эмалевые и др. покрытия, окисные пленки, различные отложения на поверхности деталей (нагар, коррозия, нпкип, загрязнения), механические повреждения (забоины, риокн, трещиг ;), эррозионные повреядения.

В овязи с этим перед кроведеяиза: НК долкны быть проведены достаточно трудоемкие подготовительные работы, научные основы и пути интенсификации которых рассмотрены выше,

В главе 5 работы проведен анализ'применяемых методов НК.

■ Зтыечяны ^еиыуцества капиллярной дефектоскопии: высокие чувствительность и разрешающая способность, возможность контроля ' деталей из'любах материалов и любой формы , наглядность'результатов контроля, универсально¿ть и простота основных технологических операций, невысокая стоимость и доступность дефектоскопических материалов.

В то ке время капиллярные методы обладают рядом оуществэн-"нчх недостатков: аевозаокяоеть обнаружения дефектов на вагряз-

иенних поверхностях и в результата гыоокая трудоемкость операций контроля, токсичность и понароварывоогсаоность дефектоскопических материалов, ультрафиолетовое излучение', при рао'зте в ультрафиолетовой свете.

Тании образом, актуальной аадачей в капиллярной дефектоскопии пвляотоя повышение экологической чистоты и позаровзрывобазо-паснооти процесса. Одной из ооновнвх проблем, решению которой посвящена глава 5, »шяется повышенна проникающей способности дефектоскопических материалов, например, с помощью принудительных внешних воздействий на основе многофазных многокомпонентных потоков.

Предложенные в настоящее время пояаровзрывобезопасные, нетоксичные материалы и метода интенсификации с помощью ультразвука и переменного магнитного поля для цветного капиллярного контроля не могут обеспечить такую же высокую чувствительность, как пенетранты на органической основе - Еыявленс' дефектов с раскрытием < I икн (для составов на водной основе - 2...3 мкм).

Результаты исследований показали, что под действием электрического поля происходит уменьшение поверхностного натяжения жидкостей, влияющее'на процессы смачивания и растекания.

Движение жидкости в капиллярах описывается уравнением Навьа-Стокса для несжимаемой ньютоновской жидкости:

-j4Vxv*V-vp + pj=j3í|y + Yv(vfj,

где ju - коэффициент динамической вязкости; vp - градиент давления; J) - плотность жидкости; - массовая сила.

Пренебрегая членом pf~ , поскольку Ipjfl « |vp) , начальной стадией заполнения, которая продолжается тем меныаэ, чем меньше поперечный размер капилляра z , движение жидкости в капилляре можно представить уравнением:

Vx V s Рк/1 .

Здесь Рй/£ - градиент давления (Рк = 2 сой Q / Z ,( - глубина заполнения, Q - краевой угол смачивания.

Для сквозных и тупиковых капилляров движение жадности.в капиллярах с учетом давления электрических сил на границе фаз жидкость - твердая поверхность можно представить соответствующими уравнениями:

£'= z426cQ!>9/z*Pe)/(8jul)\

(8)

?' = Z2( 2 6 cos9/Z + Pe- Pa (9)

где С - координата движущегося мениска яидкости в данный момент времени; t - враия движения мениска от начала капилляра; Р а п,5 £ ¿'о E*-CF - напряженность поля на поверхности капилляра); Ра -атмосферное давление; t0 - длина тупикового капилляра.

При начальной условии t = t0 у поверхности время заполнения сквозного tc я тупикового tni капилляров монет быть пред-отахлено соответствующими зависимостями:

tn-ejulfrtiryw&o+rtn

где Г=(Р^Ре)(Рк^Р^РаГ'; Уа = [/[„.

Как известно, в местах разрыва сплошности при радиусе ее округления ч<1 10"* м напрядеяпость поля у кромки увеличивается примерно на два порядка по сравнению с гладкой поверхностью, что Ы02СГ привести к повышению давления PQ, способствующему продвижению жадности в капилляр.

Указанное предположение подтверждается расчетами скорости заполнения о помощью выражений'(б) и (9), результаты которых представлены на рис.12 (кривая I - сквозной, кривая 2 - тупиковый капилляры).

Влияние напряженности электрического поля на время заполнения сквозных и тупиковых капилляров с разным раскрытием показано соответственно на рис.13, 14 I - 5Ч05 В/м; 2 - 5'106 В/ц; 3 - ГО7 В/м; 4 - 5'10? Б/м; 5 - I08 В/м , откуда следует, что аффект влияния наппяаенности электрического поля наио.}лее выражен для капилляров с раскрытием Z4 2JI0"® м. Так, для капилляра с z 4 Ю"® м время заполнения капилляра сокращается примерно в 6...10 раз.

Экспериментальная оценка влияния электрического поля на спорость -заполнения к процессы саачиБДпия производилась на модельном капилляре, образованном создннениеи плоских мзталличео-

rh/s-IO-'.M/M1 б

ч

О

45 90

, 1,м

0 Q075 «15 Рис.7

mJS'-ID'Ue/M2 5

2,5 О,

«CS]

0,2 04 Р.мпа Рис.8

г- л

I г

Рис.9

G-10'fat

А.у.е я

400

200

2.5

й' К

Ць3 / I

I 3 Ряс.11

У, мм/с

dl/dt, м/с

г' _

Ю' tö'5 0"

/з*/о1 Тс»

Гас.12

£,Э/м

ких пластин, По степени сжатия пластин л размерам калиброванных встевок манду пластинами определяли размеры иеспловшости. Тупиковые капилляры получали, закрывая герметикой зазоры между пластинами по периметру. Электрическое поле создавал,аь между игольчатым электродом, подключенным к источнику электрического питания и заземленными через измеритель тока пластинами,

для сравнительной оценки значений напряженности электрического поля вблизи острия на исследуемой поверхности решено уравнение Лапласа, которое в рассматриваемом случав сводится к решению уравнений Бесселя, Эйлера и Лежандра.

Решение задачи в сферической системе координат £ , £ о распределении потенциала мевду игольчатым электродом и исследуемой поверхностью при рабочем напряжении 1!0 имеет вид:

5Г = ис+СгП(1*2п&1-4ш|):

2

Здесь С - постоянная интегрирования, п = ,

где Д - угол полураствора конуса игольчатого электрода.

Так как Е , получаем составляйте 'напряженности

поля в виде: ->,„ '

0 У П—| Л

£п = ~д7~= ~Спг а+2п&>япЬ;

1 99 „ пч , Р

Е>—Г 1р=Г П '

Учитывая необходимость перевода технологических процессов НК ка йетоксичные и ионс^овврывобезопасные состава для экспериментов были выбраны составы на водной основе, включающие дистиллированную воду, красители, ПАВ и др. добавки, иэменящие поверхностные и электрические свойства составов.

Смачивающая способность очищающих и дефектоскопических материалов (ДМ) определялась по скоргети изменения дианэтра пятна, образованного каплей на твердой поверхности,

Оценка проникающей способности производилась по размерам окрашенного пятна остатков водного состава с фиксированным обье-ком б полости модели после нанесения, выдергивания' в-течение определенного времени, удаления остатков и■сушки в потока подогретого воздуха. При этом учитывалась возиогность частичного.испарения жидкости при воздействии аа нее электрического поля.

Влияние поля Е на время заполнения in /ta ( tn - вреил проникновения в присутствии поля, t0.- то ае без поля иллюстрируется графиками на рис.15, откуда следует, что большей влияние пола нао'лвдаетоя для капилляров с меньший раскрытием, причем влияние поля становится заметным при Е > 10® В/м, когда появляется ток в цепи коронного разряда.

Справедливость выбранной методики исселедований подтверждается, качественный совпадением результатов экспериментов (кривая 1,2,3 соответственно для полураскрытия капилляров Z 'Ю6 = 0,75м; 5 м; 10 м (с расчетными данными) кривая k для 2 *I06= 0j75 ы).

Увеличение тока коронного разряда (при токе « 5'10~° А напряженность поля у острия составляла Е = 4*Ij3 В/м, приводило к практически линейному возрастанию площади растекания капли (рис.16).

Полученные экспериментальные зависимости аппроксимировались выражениями в безразмерном виде, описывающими процесс заполнения соответственно сквозных и тупиковых капилляров в присутствии электрического поля: '

tc=i,7 кГ°'5аЁ

-{

Здесь ?с » ; ; 2 = 1 /I ;

Ё и Е/Е1{ (Е - начальная напряженность коронного разряда; К =10^)

Анализ экспериментальных данных показал, что при обеспечении заданной чувствительности внешнее воздействие в ляде неоднородного электрического поля позволяет сократить в 5...8 раз время цветного ПК деталей, причем используются экологически чистые, поааро- и'взрывобе8опасныа дефектоскопические составы на водной оонове.

Процесс заголнения неоплошностей можно интенсифицировать, обрабатывая поверхность высокоскоростным потоком нейтральных или заряженных частиц дефектоскопически* материалов. Напряженность поля в этом олучае определяется зарядом и количеством частиц в потоке.

С учетом давления газовой струи, определяемого газодинами ческий импеданоом Др -ргСгУг ( рг - плотность газа, 0Г -скорость звука в газовой с^эде, - скорость газового потока а давлен::ом ДП, , обусловленного влиянием электрические поля

?3

объемного заряда аэрозольных частиц выражения'для времени заполнения соответственно сквозного {с и тупикового капилляров могут бить представлены в виде:

^--З/^/сг^Рк+АРЧ

где др= др + <зре; У=(Рк + &р')(рл+ра+йр'}; %=Ш0

На основании анализа теоретических исследований и результатов экспериментов на каядой из стадий ПК была разработана универсальная установка для подготовки поверхности и проведения ПК нейтральный и заряженным аэрозольным потоком (рис.17).

Стенд содержит защищенный авторским свидетельством источник нейтральных и заряженных аэрозольных 'частиц очищающих и дефектоскопических иатериалов, образующихся при дроблении в сверхзвуковой газовом сопло II кидкости, истекающей из распылителя 10. Для получения зараженных частиц между распылителем и соплом создается разность потенциалов с помощью источника питания 9. В момент дробления под действием электрического полк происходит индукционная электризация аэрозоля.

Контроль напряжения между распылителем и ооплом осуществляется при помощи киловольтметра 8. Ток в цепи заземления обрабатываемой детали 6 измеряется микроамперметром 7. Сяатый воздух в сопло поступает ог компрессора I через нагреватель 3 под давлением, контролируемым манометром

Поочередная подача проникающего, цовдего и проявляющего составов производится соответственно из резервуаров 13, 14, 15. Хвдкость через расходомеры 12 поступает' в распылитель под действием эвекции или под давлением саатого воздуха, поступающего через обратный клапан 2 в резервуара от компрессора. Для контроля температуры аэрозольной струи слуаит помещенная в струю термопара измерительного прибора 5.

Параметры, определявдяа заполнение, были приведены к безразмерному виду Р с Р0/РБ (Р0, Рв - давление соответственно на входе в сопло и на выходе из ныо, Ша ; С = I /(?§ ( и - расстояние ст среза сопла до обрабатываемой поверхности; - радиус выходного сечения сопла ; £' = ^ / £0 ; V в V /Ч3- параметра, характеризующие степень заполнения капилляров ( ? - гиу-

у

v

i

2ß 5 Рас.13

rlOÏM

U 16

№ ил3

Ряс. 14

tnjto .

vOsN, /2 3

Pic.15

sx-io W

в I

25 ~50 Pec.16

0

одна капилляра; V - обьеы, занимаемый «дкостыо в полости;

чд - ойьоы полости.

Основные результаты исследований проникающей способности показаны на рис.19...23.

При обработке нейтральный АГД потокои (рис.18) проникающая способность в 2...2,5 раза выше (кривая 1) по сравнению о кистевым нанесением (кривая 2). Значение ее достаточно хорошо согласуется о расчетом (кривая I). Обработка зараженным аэрозольным потоком при фиксированной длине свободной части струи (рис. 19) способствует повышению в 7.,.8 раз (кривые I - L » 0,1 м; 2 -L ¡»0,4 м) проникающей способности по сравнению со скачиванием при помощи кисти (кривая 5), кривые 3,4 - нейтральный аэроволь при L я 0,1 м и L = 0,4 и.

Для исследования эффективности процеоса в модельный капилляр предварительно помещалась подкрашенная яидкоегь, которая 8атем удалялась подогретой нейтральной ил« ионизированной воздушной струей. Из графиков на рис.20 следует, что объеи удаляемого красителя с I $-ной добавкой ПАВ за фиксированный промежуток времени при обработке заряженным потоком примерно в 12 раз (кривая I), а при воздействии нейтрального потока в 10,5 раза (кривая 2) выше по сравнению о конвективной сушкой (кривая 3).

Удаление жидкости из пористых материалов за фиксированный промежуток времени воздействия при обработке АГД потоком происходит существенно быстрее (рио.21,, кривая 2) по сравнению с конвективной сушкой (кривая I), причем эффект усиливается при использовании ионизированного потока газа (рис.22, , G¿ -массы Евдкости соответственно нейтрального и ионизированного потоков газа).

Степень выявляемом дефектов на деталях авиадвигателей оценивалась по распределению оптической плотности в зоне дефекта, определяемой с помощью микрофотометра !Я~В. Характер распрзделс-. ния огтической плотности (рис.?.3) свидетельствует о лучшей вы-нвляэноств дефекта при нанесении пенетранта в виде АЭГД струи (кривая I) по сравнению с АГД потоком (кривая 2) и теп более по сравнении с кистевым нанесением (кривая ¿3).

Таким образом, применений АЭГД потока повышает эффективность контроль в результате повышения примерно в 10 раз степени а скорости заполнения кесплокисетн по сравнению с простым смачиванием. Скороеочистки по сравнению е яидкостной очисткой по-

Oß

45 9 Рис.22

J Ь.иин

■щ

O 2J5 Рас.;'3

L 10 >1

выкается в 8...10 раа, ускоряется оуака вздалкй, коключаетсп поаарлая и взрывная опаокоогь, повышаемой аггологическая чистота, процессов очастя к НК деталей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Теоретически получены зависимости для оценки вначений напряженности поля при ЭГД течении в плоской иенэлектродноы промежутка.

Показано, что при движении заряженной компоненты повышаются примерно на порядок напряженности поля вблизи исследуемой поверхности, что приводит к усилению эффекта внешнего воздействия, вызванного электрическим полем.

2. Разработаны зарядные устройства для реализации ЭГД потока о большими объемными зарядами и получены полуэмгшрические вавясимости для расчета значений геометрических, газодинамических и электрических характеристик, определяющих максимальную эффективность ионных и аэрозольных ЭГС и генераторов, которые используются для очистки и неразрутаатеего контроля деталей, а также в качестве генераторов искусственного зарода при наземных испытаниях цолниеэлектростагической зашиты АТ.

8. Обоснованы теоретически и подтверждены экспериментально преимущества новых опоообов очистки с помощью многофазных многокомпонентных потоков. - на один-два порядка более высокая эффективность по сравнению с жидкостной очисткой, что объясняется комплексный механическим и физико-химическим воздействием указанных потоков на очищаемую по чрхяосгь с учетом механизма воздействия электрических сил на процесс очистки;

- малые расходы моющих составов, высокие пожаробезопасность и экологическая чистота в результате исключения из процессов очистки токсичных и пожароопасных жидкостей и лспользования вы-? ооких адсорбционных свойств рабочих составов, простота реализат ции и надежность работы, превебреяимо малое влияние процесса очистки на физико-химическое состояние очинённой поверхнгсгг,

ц. Определены пределы исчеяения геометрических газогинаич-ческих, электрических' параметров, а также дисперсных характеристик многофазных многокомпонентных потоков, обеспеч»:вага.их максимальную эффективность предложенных способов очистки АТ.

5. Обоснованы требования 8 уоловст для создания концепции чео^шх пройЕВЗДй5векяих паизаекаЯ з ивкрозлектронйзсе, учнтываю-яей количество аэроаоля, а такяо уровайь опасных и вредных производственных факторов в производственной помещении,

' 6. Установлены релимы работы, обеспечивающие максимальные адгезионные свойства поверхности при очистке изделий микроэлектроники АГД суспензионным способом - давление воздуха 0,25...0^27 КПа, расход суспензии (1...2)«10~3 кг/о, объемное соотношение твердой и ходкой фаз 1:5, скорость протяжки изделия 2...3 ии/с, а также выявить преимущества предложенного способа перед традиционными - высокие ыовдая и адгезионная способности при малых расходах рабочих составов, безопасные условия труда и высокая акологичеокая чистота процесса з результата снижения уровня электромагнитных, ионизирующих и др. излучений, а Такие замены токсичных пожароопасных веществ мопцими составами да водной основе, 7. На основании проведенных теоретических, экспериментальных лабораторных и аэродромных исследований, летных иопитаний, предлояешшх способов искусственной электризации и имитации коронного стрииерного и искрового разрядов с элементов АТ с применением многофазных многокомпонентных потоков разработаны методики определения антистатических свойств материалов, оценки уровня электризации А*Г в полете и наземных испытаний молниеэлектро-статичеекой защиты ВС, поз водящие прогнозировать электростатическую безопасность при оболуиивании и ремонте АТ, повысить экономичность, уровень безопасности и экологической чистоты сертификационных вопытаний ВС.

. 8. Получены приближенные теоретически. и согласующиеся о ними эмпирические зависимости, овадетельствупщие о повышения в 5 ,,. Ю раз проиикавдей способности дефектоскопических материалов на водной основе в присутствия электрического поля и заряде иных аэрозольных частиц.

9. Определены предельные значения параметров ЭГ£ системы для выполнения каждого этапа цветного контроля натурных авиационных. деталей,; обеопечивагщие максимальную эффективность нанесения проникастего и проявлявшего составов и проненуточяий очистки контролируемых деталеЛ.

Ю. Разрабь/аяа методика капиллярного контроля о применением многофазных много.:омпонентных потоков, обеспвчиващая

чувствительность квотного контроля авиационных деталей из различных диэлектрических я кегаллоторккх материалов к сплавов водными дефектоскопическими матвргшмги ка уровне составов о органическими растворителями при более высокой экономичности, поларсбезоггаснозти и зкологическоЯ чистота предложенных спосог бов капиллярной дефектоскопии.

Основные результаты работы изложена в следущих публикациях :

1. Франчук Г.М. Безопасность жизнедеятельности человека в технологических процессах очистки и ПК деталей. - Киев: КНИГА, 1992.- 22k с.

2. Франчук Г.М., Ревук Л.Г. Сгатичеокое электричество при технической эксплуатации авиационного рад .^электронного оборудования. - Киев: КНИГА. 1992 г.- 60 с.

3. Франчук Г.П., СаЬченко В.И. Опыт использования аэрозольных потоков в технологических процессах очистки авиационных деталей. - Киев: "Знание", 1988. - 24 с.

k, Ушаков В.В.,, Франчук Г.М. Зарядка аэрозольных частиц в одномерном злектрогазодинакическом потоке // Магнитная гидродинамика, Я" 2, 1973, с.70-75.

5. Ушаков В.В., Савченко Е.И., Франчук Г.М. Методика расчета аэрозольных ЗГД источников заряженных,частиц// В сб.: Прикладная аэроданам'тса, Киев: КНИГА, 1979, с.

6.'Гузий H.H., Подаазов A.B., Пономарев Б.В., Франчук Г.!-!. ■ Исследование характеристик коронного разряда с моделей паосивных нейтрализаторов е газовом потоке // Ученые записки ЦАН1, т.XT.,

fc I, I£31, с.161 - 165.

7. Басяев Т.С., Верещагин И.П., Канальский Д.М,, Иирзабе-кян Г.о., Савчеько З.И., Ушаков В.В., Франчук Г.М. Генераторы заряженного аэрозоля // Изв.АН СССР "Энергетика и транспорт", fe 5, 1982, С.118 - 127.

8. Баран Г.В., Рвсянкин А.1!., Ушаков З.Б., Франчук Г.Ч, Очистка металлических поверхностей ЭГЛ аэрозольной отруей //Dj.sk-троиная обработка материалов, К» I, 1985, c.öI-B^.

9. Валетчик Л.Л., Гузий H.H., Ушаков В.В., Франчук Г.И. ЭГД система защиты объектов гражданской авиации от статического электричества на ьксплуатацлонных и ремонтных предприятиях // В сб. Оптимизация систем охраны труда в' гражданской авиации. Киев: 1ШГА, 1985, С.66 - 75. -

10. A.c. 1375433 СССР, и.кл. В24 С 3/06. Устройство для очистки поверхностей /Г.М.Франчук. Д.Р.Амирханов, С.Н.Сартиросяа, В.И.Савченко, В.В.Ушаков. - Опубл. 1988. - Бш. II? 7.

11. Мартиросян С.П., Обсянкш! А.М., Франчук Г.М. Перспективные методы очистки поверхностей ВС о помощью двухфазных аэрозольных потоков // Тезисы дскладов У научной конференции "Проблемы охрани труда", Рубзниоа, 1986. с.87-88.

12. A.c. 1265^4 СССР, И.кл. F25 С Т/12, В 01 3 2/00. Устройство для производства ледяных гранул /Г.М.Франчук, С.Н.Мартиросян, В.И.Савченко, В.В.Ушаков. - Опубл. IS36 - Бел. № 39,

13. A.c. 1376014 СССР, и.кл. GOIr< 21/91. Способ капиллярной дефектоскопии /Г Д!.Франчук, А.М.Овсянин, В.Л.Сзвчетсо, В.Б.Ушакоз. - Опубл. 1988, - Бюп, № 7.

14. Овсянкин А.Н., Савченко В.И., Франчук Г.а. Обоснование

а разработка экологически чистых и безопасных способов пайки элементов AT //В сб.: Системы безопасности труда в технологических процессах ГА. - Киев: КНИГА, 1988. с.73-82.

15. Овсянкин А.И., Савченко В.Й., Франчуи Г.и. Проникновение нидкости в капилляры в присутствии электрического поля //.Техническая диагностика и неразрутащий контроль, Яг 2, 1289. с.69-74.

16. Мартиросян СЛ., Франчук Г.Н., Хижко В.Д. .Обоснование параметров аэрозольной струи ледяных гранул в установках для очистки авиационных деталей //В сб.: Новое в технологии ремонта ВС на заводах ГА. - Киев: КНИГА, 1990, с.51-57.

17. A.c. IS0086I СССР, М.кл. В 08В 3/08. Способ очистки поверхности электрооборудования /Г.Ы.Франчук, В.Д.Пковлев, В.И.Сав-чзако, Д.Р.Амирханов - Опубл. 1990. - Бюл. Кг S9,

18. Франчук Г.И., Хижко В.Д. Очистка авиационных деталей ледяными гранулами // В сб.: Приоритетные направления развития технологии ремонта и надежности AI, Киев: КНИГА, 1991. с.42-48.

19. Овсянкин А.М., Савченко В.И., Уиаков В.В., Франчук Г.П., '/ихко В.Д. Методы совериеиствоватш технологического процесса дефектоскопии рабочих поверхностей аилавдоини*'деталей //3 es'.: Пробдеш охрана труда и окружающей среды np»i интенсификации производить« ь грааданокой авлании, Киев: КНИГА, 19g-6, с.76-32.

SI

20. Враккн B.C., Савченко В.И., Франчук Г.М., Хяяко B.Ü.

T:eZZtaTKmUX П0ИК0В ЛЛЯ 0ЧН«1Ш поверхностей прн ра-воя59 AT.//в сб.: Вопросы совершенствования технологии ремонта ВС. - Киев: ШГЛ, I98B. е.79-87. ^«"«та

21. Овсяной A.M., Савченко В.И., Франчук Г.К., Хижко B.ir. Повышаниэ эффективности капиллярной дефектоскопии детей //Л Перспективные некода восстановления деталей и узлов авиационной " техники. Киев: ШГД, Ш9, с.59-66. . • tt4*0,,BDK

22. А.о. 995S0I СССР, М.кл. В 08В 3/02. Способ очистки «е-талличеокой поверхности / Г.М.Франчук и ДР. - с публ. 1383.- £ш.

С о.

f3' 1173355 СССР. W.o. ö or« 31/00 / Устройство для определения электростатических свойств материалов /Г.М.Франчук и ДР.-Опубл. 1985.-Бм, К» 30. /».".»РИЧЗГК ■

24. A.c. 1<ЩЖ5 СССР, М.кл. в 01В kl/oo / Способ очяотка фиьтровлеиеитов/ Франчук Г,И. я др.- Опуб-,1989.- Бюл, » 23

к*,™/;0,; I50"57 СССР' М'кл' 8 05 * V0M5/02 / Распылитель ейдеости/ Г.Ц.Фравчук и др.- Опубл. 1989.- Бт. % в«.

26. A.c. 17*0142 СССР, М.кл. В 6*С 1/00 / Способ гидроабра-аявной очистка поверхности деталей/ Г.Н.Франчук и др.- огубл. ьга. и 22» ■

Подписям в печать 01.12.93. 9рлкат СОх04/16. Бумягг' типогг«.*скп 0-*coTH,iff ,:счать. Усл.кр*-отт.7. Усллтеч.л.1,86. Уч,-и?а.я.2,0. .. Тигп* 1С0 зга. Эакяэ"??и2-Г . Нем? . Над. .» 248/И.

Издггггльстго КИТА. -. -

2f?C68. Kws.e-56, nroc-.r:F7 Каск-оияета KWaрэва Л -