Диагностика дисперсной компоненты в гетерогенных плазменных струях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

5 0 ч

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК РЕК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ТЕПЛОФИЗИКИ

На правах рукописи УДК 621.793:533.9

МИХАЛЬЧЕНКО АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ

ДИАГНОСТИКА ДИСПЕРСНОЙ КОМПОНЕНТЫ В ГЕТЕРОГЕННЫХ ПЛАЗМЕННЫХ СТРУЯХ

01.04.14 теплофизика и молекулярная физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

НОВОСИБИРСК, 1994

Работа выполнена в Институте теплофизики СО РАН

Научный руководитель:

доктор технических наук О.П.Солоненко

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических

наук, профессор К С. ЭнГеЛЫИТ

кандидат технических наук А.А.Емельянов

Ведущая организация:

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН Сг.ТомскЭ

^ ^ . < ^с

Защита состоится ^ <-■ .< / 1994г. в ' - часов на

заседании специализированного совета К002.65.ОХ в Институте теплофизики СО РАН по адресу. 630090, Новосибирск, Проспект Лаврентьева 1.

С диссертацией нохно ознакомиться в библиотеке Института теплофизики СО РАН.

«л 1» ?•':(.;б пУ.

Автореферат разослан « / » • ■ - 0 О 1994г.

/

Ученый секретарь специализированного совета д. т.н. 7? _ / _В.Н.Ярыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение неизотермических струйных течений с конденсированной фазой представляет значительный интерес для совершенствования плазменных технологий Снанесение защитных покрытий, дисперсизация и сферойдизация порошков и т.п.Э. При плазменном напылении материал покрытия в виде порошка или проволоки вводится в плазменную струю, где интенсивно нагревается, плавится, распыляется и транспортируется к подложке, при взаимодействии с которой образуется покрытие.

Свойства покрытия в целом определяются ускорением и нагревом отдельных частиц в плазменной струе и их контактным взаимодействием с напыляемой основой. В случае нанесения покрытия из порошка трудно добиться его равномерного и полного плавления в сечении пятна напыления, несмотря на высокую температуру плазменной струи. Характерными особенностями струйных течений, используемых в процессах обработки порошковых материалов являются: 13наличие значительных градиентов скорости и температуры в поперечных сечениях струи, что обуславливает различную скоростную и температурную предисторию частиц порошковых материалов; 23высокая степень турбулентности, обусловленная крупно-и мелкомасштабным шунтированием дуги и приэлектродными процессами, а также перемешиванием потока с холодным газом окружающей среды. Многообразие факторов, оказывающих влияние на структуру напылительного потока, на интенсивность и характер межфазного обмена импульсом, теплом и массой проявляется в том, что в достаточно малом локальном объеме струи конденсированная фаза может иметь статистические распределения частиц по размерам, скоростям и температурам.

Анализ существующего положения, сложившегося в методах диагностики гетерогенных высокотемпературных потоков, показывает перспективность использования бесконтактных, оптических методов измерения скоростей и температур фаз, концентрации дисперсных частиц и функции распределения их по размерам. Однако, существующие методы диагностики дисперсной компоненты позволяют измерять либо осредненные по сечению струи параметры частиц, либо локальные значения одного из параметров.

Исходя из вышеизложенного, для исследования высокотемпературных запыленных струй представляет значительный научный и

практический интерес создание диагностической аппаратуры, позволяющая при проведении эксперимента регистрировать с хорошим пространственный разрешением одновременно несколько параметров одиночных частиц в запыленных плазменных струях.

Тематика диссертационной работы входит в план научно-исследовательских работ Института теплофизики СО РАН.

Поль работы и задачи исследования. Цель» работы являлась разработка диагностической аппаратуры для одновременного локального измерения параметров одиночных частиц Сскорость. температура, размер? и получение данных о поведении частиц в запыленных плазменных струях, а также при их взаимодействии с подложкой.

При разработке методики и аппаратуры мы исходили из следующих

требований: 13измерения должны проводиться на фоне излучения

плазны с температурой до 6000 К при использовании азота в качестве

плазиообразующего газа и до 10000 К при работе на аргоне и

аргон-азотных смесях; 2Эдолжна обеспечиваться пространственная

локализация области изнерений не хуже 1ммэ; ЗЭпараметры,

характеризующие конденсированную фазу должны удовлетворять

условиям: размер частиц с1 е Г20+1003мкм, их скорость V е С10+2003

Р Р

п/с и температура Т > 1500 К; 4Эвыходные электрические сигналы р

должны быть стандартизованы по уровню и допускать сбор и предварительную обработку с помощью ЭВМ в реальной времени.

Автор защищает:

-автоматизированную диагностическую аппаратуру для одновременного локального измерения параметров одиночных частиц Сскорость, температура^ в высокотемпературных запыленных струях и их статистических распределений;

-полученные экспериментальные данные, характеризующие поведение частиц А^^з в ламинарной и турбулентной плазменных струях, генерируемых плазмотронани с самоустанавливающейся длиной дуги; -результаты эксперинентального исследования процесса

взаинодействия единичных расплавленных частиц с подложкой в условиях полного контроля режимных параметров. Научная новизна:

-реализована диагностическая аппаратура для одновременного локального измерения температуры и скорости одиночных частиц по их

собственному тепловому излучению в высокотемпературных запыленных струях, причем применение лазерного зондирования для запуска измерительной аппаратуры позволяет получать более полную информацию о тепловой обработке порошковых материалов; -получены экспериментальные данные о поведении частиц в

ламинарной плазменной струе, согласующиеся с расчетными в пределах погрешности измерений;

-получены экспериментальные данные о поведении частиц А^О^ в турбулентной плазменной струе, генерируемой плазмотроном с самоустанавливающейся длиной дуги, которые вскрывают особенности обработки порошка в струях плазмотронов данного типа; -создана физическая установка для выделения одиночных нагретых частиц из плазменной струи и регистрации их параметров Стемпература, скорость, размер} непосредственно перед ударом об основу; получены экспериментальные данные, характеризующие

морфологию одиночных частиц Го В , закрепившихся на основе, при

во 20

полном контроле режимных параметров Стемпература, скорость, размер частиц и температура подложкиЭ.

Достоверность полученных результатов обоснована анализом погрешностей измерений. В частности, получены расчетные и экспериментальные оценки методической и инструментальной погрешностей измерения цветовой температуры частиц • А12Оа-Показано, что в высокотемпературных запыленных струях достаточны измерения цветовой температуры частиц, поскольку применение методов полихроматической пирометры^ для уменьшения методической погрешности требует измерения пирометрических сигналов с точностью не хуже 1-2Х, что крайне затруднено из-за больших скоростей частиц и невозможности увеличения измерительной базы вследствие излучения газовой компоненты. Приведены оценки влияния качества формируемого изображения частиц на погрешность измерения их скорости и размера. Показано, что для удовлетворительного измерения размера частиц по их собственному тепловому излучению необходим учет требований по величине локализации измерительного обьема и обеспечению качества

формируемого при этом изображения.

Практическая иенность работы заключается в разработке и применении диагностической аппаратуры для одновременного

о

локального измерения параметров частиц Сскорость, температура? в запыленных струях, что представляет известный интерес для отработки конкретных высокотемпературных технологических процессов, протекающих в присутствии конденсированной фазы. Ряд результатов, полученных автором, был использован при оптимизации 'технологий нанесения порошковых покрытий и способствовал корректной интерпретации данных материаловедческого

эксперимента.

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались на 2-й Всесоюзной конференции молодых исследователей "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" СНовосибирск, 1987г.Э; 1-ом Всесоюзной семинаре "Оптические методы исследования потоков" СНовосибйрск, 1989г.Э; Международном рабочем совещании "Плазменные струи в развитии технологий новых материалов" СФрунзе,1990г.Э; 10-он Международном симпозиуме по плазмохимии СБохум Германия ,1991г.Э.

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 8 работах.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, основных выводов и списка цитируемой литературы. Содержание изложено на 138 страницах машинописного текста; включая 51 страницу с иллюстрациями и таблицами, а также список цитируемой литературы из 100 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении показана актуальность изучения неизотермических струйных течений с конденсированной фазой, представляющих значительный интерес при отработке и оптимизации технологии плазменного нанесения порошковых покрытий. Отмечено, что в настоящее время отсутствуют достаточно полные экспериментальные данные и надежные физико-математические модели, .позволяющие прогнозировать распределение в поле многокомпонентных гетерогенных плазменных струй таких важных в технологическом отношении параметров, как скорость и температура фаз, концентрационный состав газовых компонентов, концентрация дисперсных частиц и функция распределения их по размерам. На основе выполненного

е

обзора и анализа формулируются цели исследований и результаты работы, выносиные на защиту.

В первой главе отнечается, что анализ процессов в высокотемпературных запыленных струях, наличие в них значительных градиентов скорости и температуры, а такхе существенная нестационарность процессов межфазного энерго- и массопереноса требуют развития диагностического оборудования для одновременного локального измерения параметров Стемпература, скорость, размерЭ одиночных частиц и их статистических распределений.

В качестве базовых выбраны методы измерения параметров частиц по их собственному тепловому излучению: для измерения температуры - метод спектрального отношения, для измерения осевой компоненты скорости и размера частиц - методы, основанные на анализе формы и длительности регистрируемого аналогового сигнала от частицы, пролетающей через поле зрения прибора.

Полная погрешность определения температуры складывается из методической и инструментальной:

СДТ/ТЭ=СДТ/ТЭ + СДТ/ТЭ . CID

м и

причем

Т -Т X X Т еСХ ,Т>

CATVTD =—--= 1 2 °-In---, С2Э

м

Т СХ -X ЭС «СХ ,ТЭ

2 12 1

2Х X Т AU

С&ТУТУ =СДТ/ГЭ=—1 2 с--, сээ.

" с с СХ -X эс и 2*2

где яСХ.ТЭ — излу>*ательная способность частицы; СДЦ/Ш -

погрешность измерения амплитуды пирометрического сигнала; Т -

с

цветовая температура частицы, вычисляемая по формуле: С СХ —X Э

т----С4Э

с XX lntcx э"3ксх ,х зисх э/исх ээ

1Z 12 12 2 1

СКСХ^.Х^З - тарировочный коэффициент, Х^Х^Э.

Из анализа поглощательных характеристик сферических частиц получены оценки методической погрешности измерения цветовой температуры для частиц А12Оэ> приведенные в таблице 1.

Таблица 1. Методическая погрешность СДТ/ТЭи, У. измерения цветовой тенпературы для частиц А1 О .

т.К <1 ,'нкм Р гззо 2440 2550 2950

20 18,8 21 ,8 8,9 3.7

30 16,9 22,4 5,9 1.5

80 16,7 21 .4 4,0 0,3

Приведенные оценки показывают, что методическая поправка, обусловленная "несеростью" излучения, уменьшается с увеличением температуры и размера частиц и, что в области температур от точки плавления СТпл=2330 КЭ до температуры Т ~ 2800К методическая погрешность измерения цветовой температуры частиц может

составлять значительную величину, намного превышающую инструментальную погрешность. Анализ методов полихроматической пирометрии показывает, что для уменьшения методической погрешности необходино измерять пирометрические сигналы с точностью не хуже 1 -2 У..

В таблице 2 приведены оценки погрешности измерения разнера частиц при различных значениях локализации ЛЬ изнерительного объема и диапазонов размеров, рассчитанные для относительных отверстий приемного объектива СО/О, обеспечивающих искажение изображения частиц в пределах 10У..

Таблица 2. Оценки погрешности измерения размера, С УЛ.

¿Ь,мкм с) , мкм р 15 50 100 200 500 а-т

20 15 50 100 _ _ 0. 4

50 3 10 20 40 юо 0. 2

80 1,5 4,6 10 18,7 46,8 0. 15

100 0.7 2,5 5 10 25 0. 1

Измерение размера частиц с! е [20+100] мкм возможно с

р

удовлетворительной точностью лишь в оптических системах, обеспечивающих область локализации порядка минимального размера частиц.

Погрешность измерения осевой компоненты скорости время-пролетным методом не зависит от разнера частиц и лежит в пределах 55í.

Вторая глава содержит описание двух последовательно реализованных экспериментальных диагностических комплексов для измерения температуры и скорости частиц в высокотемпературных запыленных струях. Приведены их метрологические и методические характеристики.

В первом случае основной оптический тракт прибора выполнен единым для измерения скорости и температуры, а именно: скорость измеряется по длительности выходного сигнала одного из ФЭУ двухцветового пирометра, что позволяет определять для одиночной частицы заданного размера одновременно и температуру, и скорость. Характерный вид первичных обрабатываемых сигналов в двух длинах волн от излучающей частицы, пролетающей в поле зрения прибора приведен на рис.1. Для пространственной локализации области измерений С~ 1ммэЭ используется вспомогательный оптический тракт. Регистрация пирометрических сигналов производится двухканальным шестиразрядным АЦП с интервалом дискретизации ДЪ=40нс.

На рис.2 приведена оценка методической погрешности СДТ измерения цветовой температуры частиц Al^O^ Сразмер d =50+63мкмЭ в зависимости от их температуры, полученная экспериментально при измерении температуры частиц в турбулентной плазменной струе, используя нелинейные инвариантные преобразования, применяемые в методах полихроматической пирометрии. Видно, что методическая погрешность уменьшается с ростом температуры и для температуры частиц ~ 2$00 К составляет величину ~ ВЯ С200 КЭ, что согласуется с расчетными оценками С табл.13.

Величина погрешности измерения амплитуды пирометрического сигнала СДи/Ш, определяющая инструментальную погрешность измерения цветовой температуры, в общем случае зависит от способа и времени регистрации сигнала. В случае оцифрованного сигнала зависимость приведена на рис.3, где N - число отсчетов при дискретизации полезного сигнала. В среднем измерения проводились по N=200, что соответствует СДТ/Г>и~ 5 У.. Таким образом, разработанный двухцветовой пирометр позволяет измерять температуру

частиц. А1аОа с точностью не хуже ~ 155« С Т^>2400Ю, причем достоверность измеренной температуры увеличивается с ростом температуры частиц. Погрешность измерения скорости частиц составила 5У..

Основным недостатком вышеописанной диагностической аппаратуры является зависимость амплитуды полезного и запускающего сигнала от температуры и размера частиц, что приводит к "исчезновению" частиц из измерительного объема вследствие большого динамического

диапазона изменения сигнала Сдля размера частиц & еС20+100]нкм в

р

температурном диапазоне 1500К+4000КЗ динамический диапазон

изменения амплитуды сигнала составляет ю'-ю").

Для устранения зтих недостатков используется комбинация лазерно-оптических методов диагностики, а именно - совмещение время-пролетного двухфокусного анемометра С Ь2Ю с двухцветовым пирометром в едином измерительном объеме Срис.43. Расстояние между перетяжками двухфокусного анемометра Ц=450мкм, диаметр фокусного пятна <1^-15мкм, область перетяжки постоянного сечения 600мкм

Сглубина локализации^. Скорость определяется по времени пролета частицы между двумя фокусными пятнами.

Работа диагностической аппаратуры инициируется сигналами, сформированными двухфокусным анемометром: усиленными сигналами обратного рассеяния либо прямого затенения, либо сигналами рассеяния под 90°. Применение лазерного зондирования для запуска измерительной системы значительно уненьшает динамический диапазон изменения инициирующего сигнала Сзатенение ~ 1 ; сигналы

рассеяния ~ 102} и позволяет регистрировать каждую частицу, пролетевшую через измерительный объем.

В третьей глава приведены результаты исследования паранетров частиц в ламинарной и турбулентной плазненных струях с

использованием описанных выше средств диагностики. Показана существенная зависимость структуры напыленного материала от скорости и температуры частиц. Приведены также результаты исследования морфологии одиночных частиц, закрепившихся на основе при полном контроле режимных параметров Сскорость, температура, размер частиц, температура подложки}.

Получены экспериментальные осевые значения скорости и температуры частиц А12Оэ Сс1^=50+70 мкмЭ в ламинарной струе, истекающей из технологического плазмотрона при следующих значениях его режимных параметров: мощность Р=18,4 кВт, ток 1=460 А, расход

плазмообразующего газа Gj.-2-l.0~4 кг Ус Сснесь В7У.-Аг, .

Порошок вводился под срез сопла плазмотрона. Расход порошка еп=4'Ю"э кг/с, расход транспортирующего газа 6г-0. Измерение лараметров частиц проводилось путем применения' системы для одновременного измерения скорости и температуры частиц по их собственному тепловому излучению. С целью физической интерпретации полученных экспериментальных данных выполнены модельные расчеты поведения частиц в условиях максимально приближенных к условиям эксперимента. Показано, что. экспериментальные данные согласуются с расчетными в пределах погрешностей измерений. Полученные результаты были использованы при оптимизации режимов напыления.

Проведено исследование поведения частиц А1я°9 Сфракции 50+63 мкмЭ в турбулентной плазменной струе, генерируемой плазмотроном РП-6 с самоустанавливающейся длиной дуги, широко используемым в технологии нанесения покрытий. Режим работы плазмотрона: Р«18кВт, I =300 А. е -2-Ю"э кг/с С9054—Аг, ЮУ.-Н 3, в -5-Ю"3кг/с,

Г 2 П

6т=8-Ю~ кг/с. Измерения параметров частиц, выполненные с помощью регистрации их собственного теплового излучения, показывают, что для генерируемого газодисперсного потока характерна существенная неоднородность состояния частиц А1 ^О^ Спо температуре и скоростиЭ .^которая носит статистический характер и проявляется как следствш^ неоднородности гранулометрического состава порошка, условий его ввода в плазменную струю, а также неоднородности самого несущего потока, характеризующегося значительными турбулентными пульсациями.

Полученные результаты измерений скорости и температуры частиц в потоке согласуются с экспериментальными исследованиями интегральной пористости покрытий РСгЭ из порошка А1 ^О^ от дистанции напыления, проведенными в лаборатории физико-химии и технологии покрытий Института металлургии им.А.А.Байкова РАН. Показано, что координата точки излома зависимости РС5~Э соответствует дистанции начала изменения агрегатного состояния СзатвердеваниеЭ частиц в потоке.

Особенностью обработки дисперсных материалов в струе плазмотрона с саноустанавливающейся длиной дуги является наличие пульсаций температурного поля газового потока вследствие перемещения анодного пятна по поверхности выходного электрода. Так как характерное время пребывания частицы в зоне нагрева и ускорения ~10"3+10~*с, а частота пульсаций длины дуги - 10а+10"*

Гц, динамика перемещения анодного пятна может приводить к значительнону вкладу в статистический разброс параметров одиночных частиц, регистрируемых в фиксированном измерительном объеме.

Применение лазерно-оптического диагностического комплекса позволило получить более полную информацию о поведении частиц А1гС>а в турбулентной плазменной струе. В частности, измерения скорости частиц двухфокусным анемометром CL2FD позволили изучить динамику ускорения частиц и асимметричность осредненных радиальных профилей скорости.

Сравнение статистических распределений частиц по скорости полученных L2F методом и по собственному тепловому излучению, когда регистрируются только частицы с температурой, больше некоторой, показывают, что в последнем случае максимум скорости сдвинут в область более высоких значений, что, вероятно, обусловлено вкладом меньших и значительно более нагретых частиц. Это приводит к более высоким средним значениям скорости, что видно из рис.5Са,ЬЭ.

Температура частиц лежит в широком диапазоне, при этом температура значительного числа частиц C44S< рис.б.а и 70Х на рис. б.ЬЭ меньше. чем 1500 К ¿минимальная температура,

регистрируемая пирометромЭ. Относительное количество частиц, нагретых до температуры плавления AljOg С2330 KD и выше, еще меньше СЗОХ и 1454, соответственной. На рис.7 приведено радиальное

распределение в сечении z =8 числа частиц с Т >1500 К по отношению

р

к общему числу регистрируемых частиц. Видно, что доля нагретых частиц на периферии струи резко уменьшается.

Для экспериментального исследования взаимодействия частиц с основой в условиях плазменного напыления разработана физическая установка для выделения одиночных частиц из запыленной

высокотемпературной струи и регистрации их параметров С температура, скорость, размер} непосредственно перед взаимодействием с подложкой. На рис.8 приведены полученные экспериментальные данные, характеризующие толщину

закристаллизовавшихся частиц—дисков ^вв0®20 на кремниевой и медной подложках при полном контроле режимных параметров Стемпература, скорость, размер частиц и температура подложки?. Полученные данные удовлетворительно согласуются с приведенным на рис.8 критериальным обобщением известных данных, характеризующих указанный параметр.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Разработан комплекс диагностической аппаратуры, работающей} на линии с ЭВМ, для одновременного локального измерения температуры и скорости одиночных частиц в плазменной струе, обеспечивающий получение статистических распределений параметров частиц в сечениях потока.

2.Получены расчетные и экспериментальные оценки методической погрешности измерения цветовой температуры частиц А12С>э. Установлено, что величина методической погрешности уменьшается с ростом температуры частиц. Сформулированы требования при измерении размера частиц по их собственному тепловому излучению к степени локализации измерительного объема и обеспечению качества передаваемого изображения частицы.

3. Получены экспериментальные данные, характеризующие агрегатное состояние частиц Al^O^ в ламинарной и турбулентной плазменных струях, позволившие провести оценки эффективности их тепловой обработки при оптимизации режимов нанесения порошковых покрытий.

4.Создана установка для локального выделения одиночных частиц из запыленной плазменной струи с одновременной регистрацией их температуры, скорости и размера непосредственно перед взаимодействием с подложкой. Получены новые экспериментальные данные по морфологии частиц-дисков закрепившихся на подложках в условиях полного контроля режимных параметров. Полученные данные согласуются с известными критериальными обобщениями для толщины частиц-дисков, закрепившихся на подложках.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Крылов Г.М. , Лягушкин В. П. , Михальченко A.A. , Солоненко О.П. , Шатохин В. Г. Расчетно-экспериментальное исследование ламинарной гетерогенной плазменной струи// Тез.докл.2-го Всесоюзн.совещания "Физика низкотемпературной плазмы с конденсированной фазой",1S8S.

2. Крылов Г.М. , Лягушкин В. П. , Михальченко A.A. , Солоненко О. П. , Шатохин В.Г. Расчетно-экспериментальное исследование высокотемпературной ламинарной гетерогенной струи// Процессы переноса в одно-и двухфазной средах. Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1986,с.99-112.

3. Гусельников С. М. , Хгутова Е.В.. Заварзин А.Г., Михальченко А.А. Лазерно-оптическая диагностика высокотемпературных запыленных струй// 2-я Всесоюзн.конф.молодых исследователей "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики": Тез. докл. -Ново9ибирск,ИТФ СО АН СССР,1987,с.261-262.

4.Лягушкин В.П., Михальченко А.А., Пекшев П.Ю. , Сафиуллин В. А. Исследования влияния параметров частиц на свойства покрытий при напылении турбулентной плазненной струей//' Терретические и экспериментальные проблемы взаимодействия частиц с поверхностью. Киев: ИСМ АН УССР,1988,с.75-83.

5. Гусельников С. М. .Заварзин А. Г..Лягушкин В.П., Михальченко А. А. Лазерно-оптический диагностический комплекс для исследования высокотемпературных гетерогенных струй//ИзВ. СО АН СССР, Сер. техн. наук,1990,вып.4,с.29-33.

6.Gyselnikov S. М. .Zavarzin A. G. .Lyagushkln V. Р. , Mikhalchenko А. А. . Solonenko О. P. Laser optical diagnostics complex for investigation of high temperature heterogeneous Jets/VIn coll.: "Plasma Jets In the Development of New Materials Technology",Proceeding, of the Intern. Workshop,3-9 September.1990,Frunze,USSR,pp.163-170.

7. Solonenko O. P. . Fedorchenko A. I. . Lyagushkln V. P. , Mikhalchenko A. A. .Smirnov A. V. .Chraska P. .Kolman B. Experimental studies of A1 _pa pi asma-spr ayed particles under their parameters control //I n coll.: "Plasma. Jets in the Development of New Materials technology ".Proceeding of the Intern. Workshop, 3-9 September, 1990, Frunze USSR, pp.299-31О.

8. Gyselnikov S. M. .Lyagushkln V. P. .Mikhalchenko A. A. .Solonenko O. P. Zavarzin A. G. Application of multifunctional laser optical apparatus in investigation of heterogeneous plasma Jets//10-th Intern. Symp. of Plasma Chemistry, Bochum,Germany, August 4-9, 1991, vol.1, pp. 2-14.1 - 2.14.6.

I.

:1 ""

О Т"

13ТЕП-

■та'З"

"^го-

Рис. 1.Характерный вид регистрируемых аналоговых сигналов от частицы.

Рис.2.Экспериментальная оценка методической погрешности измерения температуры.

ли А и

0,1 ■

0.05

А/

т 200 300 400 500 600

Рис. 3. Погрешность измерения амплитуды сигнала.

—¡Ун-

измерцтел ьнь/и а5ъем анетометра

Рис.4.Схема диагностического комплекса.

аЭ

150

•75

с -о

а>

Е

Rx.mm

-12 -8 -4 "Ö 4 8 12

ьэ 20(Ь

— * * * - -

_ - юсн

* * *

Rx.mm

-12 -8 -4 0 4 § Г2

Рис.5.Статистические распределения частиц по скорости, полученные L2F методой СаЭ и по собственному излучению СЬЭ.

з; - •

аЭ

ЬЭ

Рис.6.Статистические распределения температуры частиц в точках R =O.R =0 СаЭ; R =-4,R =0 СЬЭ.

х у х у

1.0 1 0.8 -

0.6 : *

0.4 -

0.2 --втв-

ы'/ы

*

Рх.тт

•4 0 4 ' 8

■8

Рис.7.Распределение в сечении г =8 доли частиц, имеющих 500К

0,(2 Л

а/о-0.08■ аоб

0.04

аог

аоо

ГI I I Т-1-1 I I I I I I I I | I I I | II I I I \ I 1 II | I- I \ | ГГГП ' "Г"'

080 084 авв 0,92 а96 1.00

Рис.8. Экспериментальные данные высоты закристаллизовавшейся

«

частицы се - частицы Ре В на Си и Б1, Ъ -время

80 20

затвердевания растекающейся частицы в приближении равновесной моделиЭ.