Instalacje

Proces wymiany masy między dwiema niemieszającymi się cieczami wymaga: stworzenia warunków do uzyskiwania wysokich wartości współczynników wnikania masy w cieczach, rozwinięcia dużej powierzchni kontaktu faz i zapewnienia dużej różnicy potencjału chemicznego między fazami, dla transportowanego składnika. Różnicę potencjału chemicznego w procesach wymiany masy najczęściej wyraża się za pomocą różnicy stężeń przenoszonego składnika w rozważanych cieczach.

SPIS TREŚCI

1. Wstęp
1.1. Informacje ogólne
1.2. Pojęcia autorytetu zaworu w instalacji centralnego ogrzewania z termostatycznymi zaworami grzejnikowymi
1.3. Armatura regulacyjna przewodowa regulatory różnicy ciśnienia
1.4. Montaż przyrządu pomiarowego do rozliczania ciepła dostarczanego do budynku (obiektu)
2. Zapotrzebowanie na ciepło i szczytowa moc cieplna ogrzewania
3. Zasady wyboru rodzaju instalacji centralnego ogrzewania
3.1. Wymagania wspólne
3.2. Wymagania ogólne dotyczące instalacji centralnego ogrzewania z grzejnikowymi zaworami termostatycznymi
3.3. Wymagania ogólne dotyczące instalacji centralnego ogrzewania z zaworami grzejnikowymi bez głowic termostatycznych
3.4. Podział na strefy
3.5. Obieg czynnika grzejnego
4. Ciśnienie robocze, próbne i temperatura czynnika grzejnego
4.1. Ciśnienie robocze i próbne
4.2. Temperatura czynnika grzejnego
5. Wytyczne techniczne projektowania elementów instalacji centralnego ogrzewania
5.1. Rozdzielacze
5.2. Przewody
5.2.1. Wspólne wymagania
5.2.2. Poziome przewody rozdzielcze
5.2.3. Piony
5.2.4. Rozprowadzenie do grzejników
5.2.5. Gałązki grzejnikowe
5.3. Odpowietrzenie i odwodnienie
5.4. Grzejniki
5.4.1. Wymagania ogólne
5.4.2. Przyłączanie grzejników
5.4.3. Kryteria i wymagania dotyczące stosowania grzejników z różnych materiałów
5.4.4. Wsporniki i uchwyty grzejnikowe
5.5. Armatura
5.5.1. Podział ogólny
5.5.2. Armatura regulacyjna przewodowa
5.5.3. Armatura regulacyjna grzejnikowa
5.5.4. Armatura regulacyjna jako elementy wykonawcze regulatorów temperatury i przepływu
5.5.5. Armatura odcinająca
5.5.6. Armatura odpowietrzająca
5.5.7. Armatura spustowa
5.6. Pompy obiegowe
5.6.1. Rozmieszczenie pomp obiegowych
5.6.2. Dobór pomp obiegowych
5.6.3. Automatyzacja pracy pomp obiegowych
5.6.4. Wyposażenie instalacyjne pomp obiegowych
5.6.5. Podstawowe układy ogrzewania z pompami obiegowymi
6. Rozszerzalność cieplna przewodów i jej kompensacja
7. Mocowanie przewodów
8. Zabezpieczenie przed przekroczeniem dopuszczalnego ciśnienia roboczego
9. Zabezpieczenie przed przekroczeniem dopuszczalnej temperatury
10. Woda w instalacji centralnego ogrzewania
11. Zabezpieczenie instalacji przed korozją i innymi uszkodzeniami
11.1. Zabezpieczenie instalacji przed korozją od strony wewnętrznej
11.2. Zabezpieczenie instalacji przed zewnętrzną korozją, uszkodzeniem lub degradacją
12. Zabezpieczenie przed przenoszeniem hałasu
13. Izolacja cieplna
14. Usuwanie zanieczyszczeń mechanicznych z wody obiegowej (odmulacze, filtry)
15. Zasady cieplnego wymiarowania instalacji centralnego ogrzewania
15.1. Obliczeniowe zapotrzebowanie pomieszczenia na ciepło
15.2. Zasady określania wielkości elementów grzejnych
15.3. Wymiarowanie pionów grzejnych (tzw. świecowych)
15.4. Wymiarowanie grzejników
16. Zasady określania ciśnienia czynnego
17. Zasady hydraulicznego wymiarowania instalacji centralnego ogrzewania
17.1. Obliczanie liniowych i miejscowych oporów hydraulicznych
17.2. Wyrównanie oporów hydraulicznych poszczególnych obiegów – regulacja wstępna
17.3. Dobór elementów dławiących nadmiar różnicy ciśnienia
18. Charakterystyki grzejników
18.1. Charakterystyki cieplne grzejników
18.2. Charakterystyka hydrauliczna grzejników
18.3. Pozostałe cechy charakteryzujące grzejniki
19. Wykaz aktów normatywnych, zarządzeń i wydawnictw przytoczonych w wytycznych lub związanych z nimi
20. Wykaz podstawowych symboli i oznaczeń użytych w wytycznych
20.1. Wykaz podstawowych symboli użytych w tekście i tablicach
20.2. Wykaz podstawowych oznaczeń na rysunkach od 1 do 14

Wymagania jakościowe stawiane wodzie używanej w gospodarce cieplnej i wybrane sposoby spełniania tych wymagań, czyli jej uzdatniania, stanowią treść książki.
Jej adresatami są osoby związane bezpośrednio lub pośrednio z eksploatacją urządzeń do uzdatniania wody stosowanych w przemysłowych i komunalnych źródłach ciepła.

Kolejne XVIII wydanie książeki, które opublikowałem z dziedziny praktycznego wykorzystania OZE.

Starałem się przedstawić w niej w sposób kompleksowy,
zagadnienia związane z wykorzystaniem energii: słonecznej, geotermalnej, wodnej,
wiatrowej, biomasy, wodoru i sposobie jej magazynowania.
W opracowaniu tym szczególną uwagę zwróciłem na wpływ, jaki mają urządze-
nia zasilane z OZE na rozwój naszej gospodarki, ochronę środowiska oraz tworzenie
nowych miejsc pracy.
Treść książki dostosowałem do wymogów podstaw programowych dla zawodu
technik urządzeń i systemów energetyki odnawialnej.
Dokonałem aktualizacji danych, przedstawiłem najnowsze rozwiązania technicz-
ne urządzeń zasilanych z OZE  dostępne w 2025 roku..
W książce wykorzystałem szereg cząstkowych opracowań znajdujących się w in-
nych publikacjach, na stronach internetowych, w broszurach informacyjnych firm
produkujących i instalujących urządzenia OZE.
Dużą trudność sprawiło mi szacowanie kosztów urządzeń zasilanych z OZE,
omawianych w podręczniku, jak również określenie wartości nośników energii (dy-
namiczne zmiany).
Podręcznik ten powstał zgodnie z wymogami podstaw programu kształcenia
dla zawodu technik urządzeń i systemów energetyki odnawialnej (311930). Jest
on kompatybilny z wymogami stawianymi przez Dyrektywę Parlamentu Europej-
skiego i Radę w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych –
2009/28/ WE, z dnia 23 kwietnia 2009 r. oraz Dyrektywę 2018/2001/WE RED II.
Mam nadzieję, że niniejsza publikacja przyczyni się do wzrostu popularności
OZE w naszym kraju oraz dynamicznego rozwoju firm produkujących i instalują-
cych urządzenia zasilane z OZE.
Oczekuję od Państwa uwag merytorycznych do treści zawartych w książce, które
w miarę możliwości uwzględnię w kolejnych wydaniach.
Testy i zadania egzaminacyjne wraz z odpowiedziami zamieściłem w książce
„Zbiór zadań z odnawialnych źródeł energii”.
dr inż. RyszardTytko

83-909273-3-0

SPIS TREŚCI
1. Wstęp
2. Ekonomiczne i ekologiczne aspekty odzyskiwania ciepła
2.1. Uwagi ogólne
2.2. Obliczanie prostego czasu zwrotu zakładów na instalację odzyskiwania ciepła
2.3. Obliczanie zdyskontowanej wartości netto NPV
2.4. Obliczanie wewnętrznej stopy zwrotu kapitału IRR
2.5. Ekologiczne aspekty odzyskiwania ciepła
3. Urządzenia do odzyskiwania i wykorzystania ciepła
3.1. Wymiennik obrotowy
3.1.1. Opis wymiennika i zasada jego działania
3.1.2. Zapobieganie powstawaniu lodu na powierzchni wymiennika
3.1.3. Przykład doboru wymiennika obrotowego
3.2. Wymiennik krzyżowy
3.2.1. Zasada działania
3.2.2. Przykład doboru wymiennika krzyżowego
3.3. Zestaw wymienników z czynnikiem pośredniczącym
3.3.1. Zasada działania
3.3.2. Dobór zestawu wymienników z czynnikiem pośredniczącym
3.4. Ocena skutków zastosowania wymienników ciepła w instalacjach wentylacyjno – klimatyzacyjnych
3.5. Wymiennik płaszczowo-rurowy
3.6. Wymiennik płytowy
3.7. Wymiennik do odzyskiwania ciepła ze spalin
4. Termomodernizacja instalacji centralnego ogrzewania i wentylacji w zakładzie montażu maszyn budowlanych
4.1. Opis istniejących instalacji
4.2. Termomodernizacja instalacji c.o. w hali nr 1
4.3. Termomodernizacja instalacji wentylacji w hali nr 1
4.3.1. Dobór wymiennika obrotowego
4.3.2. Przystosowanie charakterystyki nagrzewnicy
4.3.3. Przystosowanie charakterystyki wentylatorów
4.3.4. Opis przebudowanej instalacji
4.4. Korzyści uzyskane w wyniku termomodernizacji instalacji c.o. i wentylacji
4.5. Termomodernizacja instalacji wentylacji malarni w hali nr 2
4.5.1. Cel i zakres termomodernizacji
4.5.2. Dobór wymiennika
4.5.3. Zmiana charakterystyki nagrzewnicy
4.5.4. Przystosowanie charakterystyk wentylatorów
4.5.5. Filtracja powietrza przed wymiennikiem
4.5.6. Korzyści uzyskane w wyniku termomodernizacji instalacji wentylacji malarni
4.6. Termomodernizacja instalacji c.o. malarni w hali nr 2
4.6.1. Korzyści uzyskane w wyniku termomodernizacji instalacji c.o.
5. Termomodernizacja instalacji c.o. i wentylacji w wytwórni konstrukcji stalowych
5.1. Stan istniejący
5.2. Termomodernizacja instalacji c.o. hali WKS
5.3. Termomodernizacja instalacji wentylacji hali WKS
5.3.1. Opis przyjętych rozwiązań
5.3.2. Termomodernizacja instalacji wentylacji – etap I
5.3.2.1. Przystosowanie charakterystyki wentylatorów
5.3.2.2. Przystosowanie charakterystyk nagrzewnic
5.3.2.3. Korzyści uzyskane w wyniku I-ego etapu termomodernizacji instalacji
5.3.2.4. Podsumowanie i wnioski
5.3.3. Termomodernizacja instalacji wentylacji – etap II
5.3.3.1. Dobór wymienników
5.3.3.2. Ustalenie oporów przepływu i średnic rurociągów instalacji obiegowej glikolu
5.3.3.3. Przystosowanie charakterystyk wentylatorów
5.3.3.4. Przystosowanie charakterystyk nagrzewnic
5.3.3.5. Korzyści uzyskane w wyniku II-ego etapu termomodernizacji instalacji
5.3.3.6. Podsumowanie i wnioski
6. Termomodernizacja instalacji klimatyzacji i wentylacji w hotelu
6.1. Termomodernizacja instalacji klimatyzacji o dużej mocy
6.1.1. Zabezpieczenie wymiennika przed oblodzeniem
6.1.2. Dobór urządzeń do odzyskiwania ciepła i zimna
6.1.3. Moc cieplna zamówiona i zainstalowana moc chłodnicza
6.1.4. Zużycie ciepła do ogrzewania powietrza
6.1.5. Zużycie zimna do chłodzenia i osuszania powietrza
6.1.6. Przystosowanie charakterystyki wentylatora instalacji nawiewnej
6.1.7. Przystosowanie charakterystyki wentylatora instalacji wywiewnej
6.1.8. Przystosowanie charakterystyk nagrzewnic
6.1.9. Ocena efektywności termomodernizacji
6.1.10. Podsumowanie
6.2. Termomodernizacja instalacji klimatyzacji o małej mocy
6.2.1. Opis proponowanej termomodernizacji
6.2.2. Korzyści możliwe do uzyskania w wyniku termomodernizacji
6.3. Termomodernizacja instalacji wentylacji kuchni
6.3.1. Stan istniejący
6.3.2. Opis zmodernizowanej instalacji
6.3.3. Dobór urządzeń do odzyskiwania ciepła i zimna
6.3.4. Stosowanie obejścia (bypassu)
6.3.5. Dobór nagrzewnicy
6.3.6. Przystosowanie charakterystyki wentylatora instalacji nawiewnej
6.3.7. Przystosowanie charakterystyki wentylatora instalacji wywiewnej
6.3.8. Zużycie ciepła do podgrzewania powietrza
6.3.9. Zużycie zimna do ochłodzenia i osuszania powietrza
6.3.10. Ocena efektywności modernizacji instalacji
6.3.11. Podsumowanie
6.4. Termomodernizacja instalacji wentylacji pralni
6.4.1. Stan istniejący
6.4.2. Opis modernizacji instalacji
6.4.3. Korzyści możliwe do uzyskania w wyniku termomodernizacji
6.5. Termomodernizacja instalacji wentylacji suszarni bielizny
6.5.1. Stan istniejący
6.5.2. Opis modernizacji instalacji
6.5.3. Korzyści możliwe do uzyskania w wyniku termomodernizacji
6.6. Zbiorcze wnioski dotyczące termomodernizacji instalacji klimatyzacji i wentylacji w hotelu
7. Termomodernizacja instalacji zasilania w ciepło central klimatyzacyjnych
7.1. Stan istniejący
7.2. Opis zmian w instalacji zasilania w ciepło
7.3. Wielkość strumienia objętości powietrza recyrkulacyjnego
7.4. Oszczędność ciepła w wyniku termomodernizacji
7.5. Korzyści uzyskane w wyniku termomodernizacji
8. Modernizacja instalacji do chłodzenia urządzeń w celu wykorzystania odzyskanego ciepła do ogrzewania wody technologicznej
8.1. Wprowadzenie
8.2. Opis modernizacji instalacji
8.3. Dobór urządzeń
8.4. Korzyści uzyskane w wyniku modernizacji
9. Instalacja do odzyskiwania ciepła z gorącego powietrza i podgrzewania wody technologicznej
9.1. Wprowadzenie
9.2. Opis modernizacji instalacji
9.3. Dobór wymiennika ciepła
9.4. Przystosowanie charakterystyki wentylatora
9.5. Dobór naczynia wzbiorczego
9.6. Korzyści uzyskane w wyniku modernizacji
10. Instalacja do odzyskiwania ciepła spalin i podgrzewania wody w zakładowej sieci ciepłowniczej
10.1. Wprowadzenie
10.2. Opis modernizacji instalacji
10.3. Minimalna dopuszczalna temperatura spalin
10.4. Dobór urządzeń
10.4.1. Dobór wymienników ciepła
10.4.2. Dobór średnic przewodów sieci ciepłowniczej
10.4.3. Dobór pomp
10.4.4. Dobór naczyń wzbiorczych
10.5. Korzyści uzyskane w wyniku modernizacji
11. Termomodernizacja instalacji wentylacji kina
11.1. Stan istniejący
11.2. Etapy modernizowania instalacji
11.2.1. Pierwszy etap modernizacji instalacji
11.2.1.1. Stosowanie recyrkulacji powietrza
11.2.1.2. Dobór urządzeń
11.2.1.3. Przystosowanie charakterystyki wentylatora instalacji nawiewnej
11.2.1.4. Przystosowanie charakterystyki wentylatora instalacji wywiewnej
11.2.1.5. Przystosowanie instalacji zasilania w ciepło
11.2.1.6. Opis działania automatyki
11.2.1.7. Korzyści uzyskane w wyniku termomodernizacji instalacji wentylacji etap I
Wykaz piśmiennictwa

Monografia zawiera charakterystykę podstawowych grup stali odpornych na korozję, a zwłaszcza stali nierdzewnych, oraz szczegółowe analizy wpływu cykli cieplnych spawania na strukturę i właściwości złączy, w aspekcie spawalności metalurgicznej, technologicznej i konstrukcyjnej stali. Poza analizą dostępnej literatury w monografii zawarty jest opis doświadczeń Autora dotyczących badań spawalności stali austenitycznych oraz stali typu dupleks, w tym w specyficznych warunkach, pod wodą. Przedstawiono praktyczne problemy eksploatacji stali nierdzewnych i ich złączy spawanych, na podstawie wykonanych prac badawczych oraz ekspertyz dla przemysłu.

9788388695231

Wraz z rozpowszechnieniem się instalacji centralnego ogrzewania wodnego, w budynkach wielolokalowych, pojawiła się potrzeba rozliczania kosztów ciepła do ogrzewania, zgodnie z jego zużyciem w poszczególnych lokalach. Wynaleziono do tego celu urządzenia nazywane obecnie podzielnikami kosztów ogrzewania. Podzielniki kosztów ogrzewania po raz pierwszy zastosowano w Danii w 1917 roku. Były to termo-elektryczne rejestratory ciepła do grzejników. Urządzenie
pozwalało na określenie proporcji zużycia ciepła danego mieszkania w zużyciu
ciepła dla całego budynku. Od tego czasu idea pozostała bez zmian, ciągle doskonalone
są natomiast same urządzenia, dzisiaj już nowoczesne, elektroniczne z możliwością zdalnego odczytu i zapamiętywania danych. W Polsce na niewielką skalę, stosowano rozliczanie kosztów ciepła przy
pomocy nagrzejnikowych podzielników kosztów ogrzewania już w 1936 roku.
W krajach Europy Zachodniej dostrzeżono w systemach indywidualnego rozliczania ciepła kosztów ogrzewania szansę, na znaczące zmniejszenie jego zużycia poprzez motywację lokatorów do racjonalnych zachowań przy korzystaniu z ciepła. 

Celem opracowania jest pokazanie problemów, z jakimi muszą się zmierzyć projektanci urządzeń dla przemysłu spożywczego, w których realizowane są procesy cieplne, aby urządzenia te były przyjazne dla użytkownika i środowiska. Podejmowane działania mają zapewnić m.in. zmniejszenie zużycia energii, wykorzystanie wszystkich składników przetwarzanego surowca, a co za tym idzie, zmniejszenie śladu węglowego.

Spis treści
1 Wstęp 9
2 Charakterystyka sterylizatorów 11
21 Czynniki wpływające na dobór sterylizatora 11
22 Podział sterylizatorów 12
221 Sterylizatory z powietrzem jako medium grzejnym 12
222 Sterylizatory parowe 12
223 Sterylizatory parowo-powietrzne 14
224 Sterylizator mikrofalowy 16
225 Sterylizatory wodne ogrzewane parą w procesie barbotażu 17
226 Sterylizatory wodne ogrzewane przeponowo parą wodną 18
3 Procedura doboru medium grzejnego 24
31 Metodyka doboru medium grzejnego 24
32 Selekcja mediów grzejnych 25
321 Warunki brzegowe 25
322 Potencjalne media grzejne 26
323 Ocena spełnienia warunków brzegowych 27
33 Wybór medium grzejnego 28
4 Odzysk ciepła z procesu sterylizacji 29
41 Możliwość wykorzystania ciepła poprocesowego 29
42 Organizacja gospodarki energetycznej
w zakładzie realizującym proces sterylizacji 30
43 Bezpośredni odzysk ciepła 30
44 Wykorzystanie ciepła do celów chłodniczych 31
45 Wykorzystanie ciepła z nośnika o niskiej temperaturze 34
5 Schładzanie sterylizatora 35
51 Model obliczeniowy dla procesu schładzania sterylizatora 35
52 Charakterystyka programu komputerowego 40
53 Analiza obliczeniowa dla serii procesów schładzania 44
6 Badania eksperymentalne sterylizatora
z systemem kaskadowym 55
61 Struktura stanowiska 55
62 System kaskadowego schładzania sterylizatora,
wersja uproszczona 57
63 System pomiarowy stosowany w układzie
schładzania kaskadowego 59
8 Spis treści
64 Wyniki badań układu z kaskadowym schładzaniem sterylizatora 69
65 Wnioski końcowe z badań sterylizatora 81
7 Wybór medium grzejnego, określenie zmienności temperatur
i ciśnień dla medium grzejnego wyparki 82
8 Dobór kształtu powierzchni wymiany ciepła
i typu mieszadła 84
9 Model matematyczny wyparki 87
91 Informacje wstępne 87
92 Równania bilansowe masy i energii 89
921 Strumienie masy 89
922 Strumienie energii (moce) 90
93 Przenikanie ciepła 95
931 Przenikanie ciepła – mieszadło i płaszcz wyparki 95
932 Przenikanie ciepła – skraplacz 98
10 Weryfikacja i walidacja modelu matematycznego 103
101 Uwagi wstępne 103
102 Równania opisujące właściwości termofizyczne wody
jako czynnika roboczego i produktu modelowego 103
1021 Woda w stanie ciekłym poniżej linii nasycenia
(w stanie przechłodzonym) 103
1022 Woda wrząca (x = 0) i para nasycona sucha (x = 1) 107
1023 Mokra para wodna 108
11 Charakterystyka programu komputerowego 110
12 Walidacja programu obliczeniowego 112
13 Wykorzystanie ciepła poprocesowego 117
131 Źródła ciepła poprocesowego 117
132 Możliwości wykorzystania ciepła w zakładzie 117
1321 Ciepło zawarte w skroplonych oparach 117
1322 Ciepło zawarte w wodzie pochłodniczej 118
133 Wnioski końcowe z badań wyparki 119
Bibliografia 120

Książka obejmuje kompleksową i aktualną wiedzę na temat wdrażania OZE w budynkach mieszkalnych zarówno do celów grzewczych, jak i wytwarzania energii elektrycznej.

Wyzwaniem dla powszechnego stosowania energii odnawialnej jest konieczność ponoszenia wysokich kosztów na etapie instalacji, jak też uwarunkowania prawne wypracowane przez UE. Wsparciem rozwoju energetyki opartej na źródłach odnawialnych w Polsce okazują się fundusze unijne. W kontekście poruszanego problemu istotny jest jakościowy stan aktualnych zasobów mieszkaniowych, jak też ukierunkowywanie nowoczesnego budownictwa mieszkaniowego na ekologiczne, energooszczędne i pasywne. Uwaga została skupiona nie tylko na rodzajach odnawialnych źródeł energii, ale też na rodzajach instalacji możliwych do wykorzystania w budynkach jedno- i wielorodzinnych, które należy uwzględnić na etapie projektowania.

Publikacja przeznaczona jest dla szerokiego grona odbiorców: studentów budownictwa, gospodarki przestrzennej, inżynierii środowiska, ochrony środowiska, a także dla pracowników jednostek samorządu terytorialnego, planistów i urbanistów, pracowników instytucji ochrony środowiska oraz deweloperów.

Wykaz oznaczeń i skrótów / 11
Przedmowa / 13
Wstęp / 17

1. Natryskiwanie cieplne powłok / 19
1.1. Metody nanoszenia warstw i powłok / 20
1.2. Natryskiwanie łukowe / 23
1.3. Natryskiwanie plazmowe / 25
1.4. Natryskiwanie płomieniowe / 28
1.4.1. Natryskiwanie płomieniowe z prędkością poddźwiękową / 28
1.4.2. Natryskiwanie płomieniowe z prędkością naddźwiękową HVOF / 31
1.5. Natryskiwanie laserowe / 39
1.6. Natryskiwanie na zimno (Cold Spray) / 40
1.7. Stopowanie i przetapianie laserowe / 43
1.7.1. Stopowanie laserowe / 43
1.7.2. Przetapianie laserowe powłok / 46
1.8. Porównanie metod natryskiwania / 46
2. Wybrane właściwości powłok natryskiwanych / 50
2.1. Proces tworzenia się powłoki / 50
2.2. Przyczepność powłoki do podłoża / 52
2.2.1. Wpływ przygotowania powierzchni / 53
2.2.2. Wpływ temperatury / 54
2.2.3. Wpływ energii kinetycznej / 54
2.2.4. Wpływ fizykochemicznych własności materiałów / 55
2.3. Naprężenia własne w warstwach powierzchniowych / 57
2.4. Naprężenia własne wywołane niedopasowaniem cieplnym / 61

3. Materiały powłokowe do natryskiwania / 66
3.1. Materiały metalowe / 66
3.1.1. Stopy na osnowie żelaza / 66
3.1.2. Stopy na osnowie kobaltu / 67
3.1.3. Stopy na osnowie niklu / 67
3.1.4. Stopy na osnowie miedzi / 68
3.2. Czyste metale / 68
3.3. Kompozyty ceramiczno-metalowe / 69
3.4. Materiały ceramiczne / 69
3.5. Tworzywa sztuczne / 70

4. Badania powłok nanoszonych termicznie metodą płomieniową i detonacyjną / 71
4.1. Badania wstępne powłok nanoszonych termicznie metodą płomieniową i detonacyjną / 73
4.2. Charakterystyka materiałów powłokowych / 73
4.3. Naprężenia w układzie powłoka – podłoże / 75
4.4. Budowa przyrządu do badania wygięcia podłoża z powłoką po procesie natryskiwania / 78
4.5. Natryskiwanie powłok tytanowych na podłoża ceramiczne / 79
4.6. Wyznaczanie naprężeń własnych w natryskiwanych powłokach / 80
4.6.1. Powłoki tytanowe / 80
4.6.2. Powłoki kompozytowe/ Ti+Al2O3 / 82
4.7. Analiza numeryczna naprężeń własnych w powłokach tytanowych i kompozytowych / 83
4.7.1. Wyniki obliczeń / 84
4.8. Pole temperatury w czasie chłodzenia układu powłoka–podłoże / 88
4.8.1. Przedmiot badań / 89
4.8.2. Założenia do obliczeń numerycznych / 90
4.8.3. Wyniki obliczeń / 91
4.8.4. Analiza porównawcza wyników obliczeń rozkładu temperatury / 96
4.9. Badania naprężeń w powłokach Ti oraz Ti+Al2O3 natryskiwanych metodą detonacyjną na podłoże Al2O3 / 103
4.9.1. Materiały powłokowe / 103
4.9.2. Parametry natryskiwania detonacyjnego / 104
4.9.3. Pomiary krzywizny wygięcia w próbkach po natryskiwaniu detonacyjnym / 105
4.9.4. Naprężenia w natryskanej powłoce na podstawie krzywizny wygięcia próbki / 106
4.10. Podsumowanie / 111

5. Modelowanie naprężeń własnych w procesie natryskiwania termicznego / 114
5.1. Wstęp – modelowanie fizyczne procesu i generowania naprężeń własnych / 114
5.2. Metodologia przyjęta do modelowania naprężeń własnych w termicznie nakładanych powłokach / 117
5.3. Modelowanie uderzenia cząstek przy użyciu programu ANSYS-AUTODYN / 120
5.4. Wybrane wyniki obliczeń / 125
5.5. Modelowanie uderzenia cząstek w podłoże / 128
5.6. Uderzenie cząstek Ti w podłoże Al2O3 i cząstek w podwarstwę w procesie natrysku detonacyjnego / 129
5.6.1. Wpływ temperatury początkowej cząstki / 132
5.7. Model termomechaniczny procesu termicznego natryskiwania / 135
5.7.1. Rozkłady temperatury w układzie powłoka Ti–podłoże Al2O3 podczas natryskiwania detonacyjnego / 140
5.7.2. Rozkłady naprężeń w układzie powłoka Ti–podłoże Al2O3, natrysk detonacyjny / 142
5.7.3. Wpływ temperatury podgrzania podłoża na naprężenia w układzie powłoka Ti–podłoże Al2O3 / 143
5.8. Wpływ prędkości uderzenia na naprężenia własne w układzie powłoka (Ti)–podłoże (Al2O3) / 154
5.8.1. Wyniki dynamicznych obliczeń uderzenia cząstki materiału powłokowego w podłoże ceramiczne / 156
5.8.2. Uderzenie cząstek materiału powłokowego Ti w podwarstwę powłoki Ti / 161
5.8.3. Wyniki obliczeń rozkładów temperatury dla różnych prędkości natryskiwania / 165
5.8.4. Wyniki obliczeń ugięć płyty i rozkładów naprężeń dla różnych prędkości natryskiwania / 168
5.9. Podsumowanie / 173

6. Modelowanie uderzenia pojedynczej cząstki w podłoże / 175
6.1. Opis modelu / 175
6.2. Model Steinberga-Guinana / 178
6.3. Model Johnsona-Holmquista / 180
6.4. Model pomocniczy Cu-Cu / 183
6.4.1. Budowa geometryczna i numeryczna / 183
6.4.2. Symulacja komputerowa / 184
6.5. Założenia do modelu cząstka Ti natryskiwana na podłoże ceramiczne i metalowe / 188
6.5.1. Wyniki modelowania natryskiwania cząstki Ti na podłoże ceramiczne Al2O3(V = 500 m/s) / 189
6.5.2. Model natryskiwania cząstki Ti na podłoże ceramiczne Al2O3 (V = 800 m/s) / 196
6.6. Analiza porównawcza symulacji uderzenia cząstek w podłoże ceramiczne i metalowe / 201
6.6.1. Cząstka tytanowa / 201
6.6.2. Cząstka miedziana / 207
6.6.3. Geometria cząstki po uderzeniu w podłoże / 215
6.7. Modelowanie uderzenia rozgrzanej cząstki Ti w podłoże ceramiczne / 216
6.7.1. Model geometryczny / 216
6.7.2. Wyniki symulacji deformacji modeli / 218
6.7.3. Rozkład temperatury w układzie cząstka Ti–podłoże Al2O3 / 223
6.7.4. Rozkład naprężeń zredukowanych w układzie cząstka Ti–podłoże Al2O3 / 224
6.8. Podsumowanie / 228

7. Badania strukturalne i modelowanie naprężeń własnych w powłokach metalowych natryskiwanych metodą HVOF na ceramikę / 231
7.1. Stanowisko do natryskiwania / 231
7.2. Badania strukturalne / 236
7.3. Badania zwilżalności powłok / 241
7.3.1. Badania zwilżalności w argonie / 243
7.3.2. Badania zwilżalności w próżni / 244
7.3.3. Podsumowanie / 245
7.4. Badania naprężeń własnych w układzie powłoka–podłoże / 245
7.4.1. Wyznaczanie naprężeń własnych w oparciu o krzywiznę wygięcia próbki / 246
7.4.2. Badania naprężeń własnych w powłokach metodą rentgenowską (X-ray) / 251
7.5. Podsumowanie / 256
7.6. Numeryczna i eksperymentalna analiza naprężeń własnych generowanych w metalicznych powłokach nanoszonych metodą HVOF na podłoże Al2O3 / 257
7.6.1. Uderzenie cząstek Ti w podłoże Al2O3 / 257
7.6.2. Rozkłady temperatury w układzie powłoka Ti, Cu, Ni / 260
7.6.3. Rozkłady naprężeń w układzie powłoka Ti (Cu; Ni) – podłoże Al2O3 / 263
7.6.4. Podsumowanie / 267

8. Badania odkształceń i naprężeń w natryskiwanych powłokach Ti i Cu metodą interferometrii siatkowej / 269
8.1. Metoda interferometrii siatkowej / 269
8.2. Technologia siatek dyfrakcyjnych / 272
8.3. Automatyczna analiza obrazów prążkowych / 272
8.4. Stanowisko pomiarowe / 273
8.5. Procedura pomiarowa / 275
8.6. Pomiary na powłoce tytanowej natryskanej na podłożu Al2O3 / 276
8.6.1. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm przed wykonaniem nacięcia / 277
8.6.2. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm po wykonaniu nacięcia / 278
8.6.3. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm po wykonaniu drugiego nacięcia / 281
8.6.4. Pomiary w małym polu pomiarowym (3,7×3,7 mm) / 284
8.7. Pomiary na powłoce miedzianej natryskanej na podłożu Al2O3 / 286
8.7.1. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm przed wykonaniem nacięcia / 287
8.7.2. Pomiar przemieszczeń w polu pomiarowym 14,3×14,3 mm po wykonaniu nacięcia / 288
8.7.3. Pomiary w małym polu pomiarowym (3,7×3,7 mm) / 291
8.8. Porównanie odkształceń dla próbek z powłoką Cu i Ti / 293
8.9. Modelowanie ugięcia i naprężeń własnych w układach Cu/Al2O3 i Ti/Al2O3 przed i po przecięciu płyty / 296
8.9.1. Model powłoka Cu–podłoże Al2O3 / 297
8.9.2. Model powłoka Ti–podłoże Al2O3 / 299
8.10. Porównanie wyznaczonych naprężeń własnych / 302
8.11. Podsumowanie / 302

9. Podsumowanie i wnioski końcowe / 305
Bibliografia / 314