Rok wydania: 2024

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

Autor: Aleksander Karolczuk

Rok: 2017

Stron: 176

ISBN: 978-83-65235-82-4

Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej

Przedsdtawiono zasady badań diagnostycznych jako elementów eksploatacji układów izolacyjnych urządzeń elektroenergetycznych wysokiego napięcia. Opisano zastosowanie podstaw teorii łańcuchów i procesów Markowa do programowania procedur diagnostycznych przy różnych sstrategiach obsługi eksploatacyjnej. Opracowano przykłady aplikacji metodyki prwocesów losowych Markowa dla wybranych urządzeń elektroeneragetycznych. Wskazano możliwości dalszego rozwoju opracowanej metodyki modelowania procedur diagnostycznych z uwzględnieniem różnych fizykalnych opisów procesów starzeniowych układów izomlacyjnych.

Wydanie: 1, 2023
Format: B5
Stron: 222
ISBN 978-83-8156-578-3 (druk)

W części wstępnej opracowania scharakteryzowano ruch lotniczy, jego elementy składowe oraz rolę i zadania służb ruchu lotniczego. Następnie przedstawiono organizację ruchu dolotowego w przestrzeni powietrznej oraz na lotnisku. Omówiono różne sposoby organizacji ruchu odlotowego z uwzględnieniem nowych rozwiązań stosowanych w ruchu lotniczym. Ważną rolę przypisano procesom obsługi statków powietrznych odbywających się na lotniskach, z uwagi na znaczący wpływ prawidłowej ich realizacji na przepustowość operacyjną lotniska. W kolejnych częściach pracy przedstawiono teoretyczną wiedzę dotyczącą metod analizy procesów w ruchu lotniczym. Omówiono również wybrane narzędzia symulacyjne w odniesieniu do analizy wybranych procesów obsługi ruchu lotniczego. Przegląd istniejących metod i narzędzi służących do analizy procesów obsługi statków powietrznych, powiązano ze stwierdzeniem potrzeby poszukiwania nowych rozwiązań i zastosowań. Omawiane metody wzbogacono o przykłady zastosowane do analizowanych procesów obsługi statków powietrznych. Zasadniczą częścią pracy było modelowanie ruchu dolotowego statków powietrznych oraz procesów w ruchu naziemnym. Przedstawiono autorską metodologię postępowania przy analizie ruchu dolotowego statków powietrznych. Zastosowane sieci Petriego oraz narzędzie symulacyjne pozwoliły na określenie autorskiego wskaźnika oceny organizacji ruchu dolotowego. Procesy w ruchu naziemnym, w tym również obsługa naziemna statków powietrznych, zostały opisane autorskim sposobem postępowania przy sekwencjonowaniu przedstartowym statków powietrznych.

Rok wydania 2023

Nr wydania 1

Liczba stron 138

ISBN 978-83-7348-883-0

autor 

JASKÓLSKI

Tematyka monografii jest poświęcona modelowaniu rozwoju systemów energetycznych w zakresie struktury wytwarzania energii elektrycznej i ciepła sieciowego. Problematyka monografii wpisuje się w ideę zrównoważonego rozwoju i pomaga wyznaczyć cele krajowej strategii energetyczno-klimatycznej. Konieczność redukcji emisji gazów cieplarnianych i emisji przemysłowych w celu poprawy jakości powietrza i zahamowania zmian klimatu została odzwierciedlona w dokumentach prawnych i strategicznych Unii Europejskiej. Jest ona stymulowana m.in. poprzez funkcjonowanie unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji (EU ETS). Wymusza to zastosowanie źródeł wykorzystujących technologie nisko- i zeroemisyjne, w tym oparte na odnawialnych zasobach energii, których zmienność mocy wytwarzanej charakteryzuje się intermitencją (zachowaniem polegającym na przełączaniu trybu pracy złożonego układu pomiędzy dwoma typami – prawie periodycznym i prawie chaotycznym). Implementacja nowoczesnych technologii jest zatem sporym wyzwaniem, ponieważ odnawialne źródła energii często nie zapewniają dostawy nośników energetycznych przy stałym poziomie mocy, tak jak są w stanie robić elektrownie podstawowe. Aby było możliwe zbilansowanie systemów elektroenergetycznych w każdej chwili czasowej, muszą funkcjonować źródła energii o różnym charakterze pracy. Przewidywany wzrost liczby i mocy zainstalowanej źródeł intermitentnych wymaga poszukiwania sposobów efektywnego magazynowania energii elektrycznej. Rynek bateryjnych zasobników energii obecnie rozwija się dynamicznie, choć i to może nie zagwarantować stabilnej pracy systemu elektroenergetycznego, w którym przeważać będą pogodozależne źródła wytwarzania.

Wzrastające zainteresowanie bezemisyjnymi środkami transportu, w szczególności pojazdami elektrycznymi, z pewnością przyczyni się do znaczącego wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną. Jednocześnie wzrośnie zapotrzebowanie na baterie, co może ograniczyć ich dostępność dla elektroenergetyki.

Metody i analizy przedstawione w niniejszej monografii stanowią nowe, ulepszone ujęcie problematyki rozwoju sektora elektroenergetycznego w horyzoncie długoterminowym w stosunku do analiz zaprezentowanych zarówno w projektach polityki energetycznej Polski, jak i aktualnie obowiązującym dokumencie. Perspektywa planowania jest dłuższa niż w przyjętej polityce energetycznej, przede wszystkim z uwagi na uwzględnienie technologii jądrowych, charakteryzujących się długimi okresami budowy i eksploatacji.

978-83-8283-466-9

Niniejsza monografia skierowana jest do tych, którzy zajmują się modelowaniem matematycznym działania wymienników ciepła. Przedstawiono w niej sześć urządzeń przeznaczonych do odzyskiwania ciepła w systemach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Każdy z wymienników ciepła charakteryzuje określona specyfika funkcjonowania powodująca występowanie wielu bardzo znaczących i nieznanych dotąd zjawisk – szczególnie dostrzegalnych podczas ich eksploatacji zimą. Główny powód występowania tych zjawisk to kondensacja pary wodnej, czyli niezwykle korzystny wpływ strumienia ciepła przejścia fazowego. Ale nieumiejętne wykorzystanie strumienia ciepła kondensacji prowadzi do szalenie niebezpiecznego efektu, jakim jest szronienie wypełnień wymienników ciepła. Skutkiem tego mogą zostać zablokowane przez szron kanaliki powietrzne prowadzące do uszkodzenia lub nawet zniszczenia urządzenia. W celu precyzyjnej identyfikacji zachowania urządzeń wentylacyjnych wymagane jest zatem opracowanie modeli matematycznych wymienników ciepła niezbędnych do napisania programów komputerowych. Dzięki temu można bezpiecznie analizować funkcjonowanie urządzeń – określać lokalne strefy aktywnej wymiany ciepła i masy oraz śledzić zmiany w nich zachodzące w funkcji parametrów działania wymienników ciepła. Ponadto pozytywne rezultaty walidacji programów umożliwiają wyznaczenie progowych parametrów termodynamicznych strumieni powietrza, co skutkuje szansą na zmniejszenie ryzyka szronienia tych urządzeń.

Bezpieczeństwo działania wymienników ciepła jest szczególnie istotne, ponieważ przemiany fazowe strumieni powietrza wywierają zasadniczy wpływ na ich sprawność. Poza tym wprowadzane stopniowo przepisy i regulacje prawne zobowiązują do budowy coraz nowszych, a przez to bardziej efektywnych systemów wentylacyjnych.

Monografia składa się z sześciu rozdziałów oraz bibliografii.

W pierwszym rozdziale przedstawiono ogólnie schemat uszkodzeń nawierzchni drogowych, wpływ wysadzin mrozowych na te uszkodzenia, sformułowano cel naukowy oraz podano zakres monografii.

W rozdziale drugim omówiono kapilarność i wysadzinowość w układzie droga-podłoże gruntowe, w tym badania własne przedstawiające oryginalne wyniki analizy wieloparametrowej i modele regresji wielokrotnej do prognozowania wysadzinowości z wynikami obliczeń.

W rozdziale trzecim przedstawiono zasady i rezultaty modelowania statystycznego właściwości fizyczno-mechanicznych mieszanek spoiw popiołowo-cementowych. Podano związki pomiędzy składowymi naprężenia i komponentami struktury tych spoiw. Pokazano rezultaty analizy statystycznej wyników badań doświadczalnych z wykorzystaniem funkcji „spline”.

Rozdział czwarty prezentuje zasady i procedury projektowania kompozytów gruntowo-spoiwowych. Pokazano w nim związki pomiędzy naprężeniem ściskającym a składnikami tych kompozytów. Wyniki badań doświadczalnych opracowano metodami zaawansowanej analizy statystycznej.

W rozdziale piątym pracy przedstawiono podsumowanie wyników badań, a w szóstym kierunki dalszych badań.

Pracę zamyka bibliografia zawierająca listę publikacji naukowych, wykaz norm oraz załączniki zapisane na pendrivie.

Wyd.: IBDiM 2020

format: b5

oprawa: miękka

stron: 109