Зміна форми пористих літих металів при пластичній деформації

Abstract

UK: Задача преобразования лучистой енергии в тепловую или электрическую связана с необходимостью применения новых материалов с высокой поглощательной способностью и теплопроводностью. Металлы с чистой гладкой поверхностью имеют низкие значения степени черноты и поглощательной способности и, следовательно, довольно высокие значения отражательной способности. Специальные покрытия и краски не решают проблемы из-за снижения теплопроводности и их деградации со временем. Применение пористых литых металлов и сплавов, имеющих сотовую структуру, значительно увеличит удельную площадь поверхности конструкции, а также позволит осуществлять объемное поглощение падающего интегрального излучения. Цель работы. Исследование закономерностей формоизменения пористых литых металлов при пластической деформации для получения регламентированной структуры и свойств в элементах конструкции теплообменных аппаратов. Результаты. Экспериментально установлено, что изменение толщины перегородок в пористых литых металлах в процессе деформации происходит согласно закономерностям изменения средней толщины стенки трубы при редуцировании. Пористые литые металлы при пластической деформации ведут себя как пакет труб, в которых работа деформации весьма значительна как при осевых, так и радиальных нагрузках. При прокатке наблюдается более интенсивное уменьшение диаметра пор и пористости по сравнению с волочением. Научная новизна. Показано, что с помощью пластической деформации пористых литых металлов можно управлять их структурой и физическими свойствами, например, поглощательной и излучательной способностями. Практическая значимость. Полученные материалы обладают высокой поглощательной способностью в направлении ориентации пор. Это способствует широкому их применению в поглотителях солнечной энергии для солнечных коллекторов, излучателях холодильников-излучателей и других элементах конструкции энергетических установок. Использование пористых литых металлов в теплообменниках резко уменьшит металлоемкость и повысит тепловую эффективность агрегата.

RU: Питання перетворення променистої енергії на теплову або електричну пов’язане з необхідністю використання нових матеріалів із високою поглинальною здатністю і теплопровідностю. Метали з чистою гладкою поверхнею мають низькі значення ступеня чорноти і поглинальної здатності, отже досить високі значення відбивної здатності. Спеціальні покриття і фарби не вирішують проблеми через зниження теплопровідності та їх деградацію з часом. Використання пористих литих металів і сплавів, які мають сотову структуру, значно збільшує потому площину поверхні конструкції, а також дозволяє здійснювати об’ємне поглинання падаючого випромінювання. Мета роботи – дослідження закономірностей зміни форми пористих литих металів за пластичної деформації для отримання регламентованої структури і властивостей в елементах конструкції теплообмінних апаратів. Результати. Експериментально доведено, що зміна товщини перегородок у пористих литих металах у процесі деформації відбувається згідно із закономірностями зміни середньої товщини стінки труби під час редукування. Пористі литі метали за пластичної деформації поводяться як пакет труб, у яких робота деформації значуща як за осьових, так і за радіальних навантажень. Під час прокатки спостерігається інтенсивніше збільшення діаметра пор і пористості порівняно з волочінням. Наукова новизна. Встановлено, що за допомогою пластичної деформації пористих літих металів можливо керувати їх структурою та фізичними властивостями, наприклад, поглинальною та випромінювальною здатностями. Практична значущість. Одержані матеріали мають високу поглинальну здатність у напрямку орієнтації пор. Це сприяє широкому їх використанню в поглиначах сонячної енергії для сонячних колекторів, у випромінювачах холодильників-випромінювачів та інших елементах конструкцій для енергетичних установок. Використання пористих литих металів у теплообмінниках різко зменшить металоємність і збільшить теплову ефективність агрегата.

EN: The decision of a problem of transformation radiant energy in the thermal or electric is connected with necessity of application of new materials with high absorb ability and heat conductivity. Metals with a pure smooth surface have low values of degree of blackness and absorption abilities and, hence, high enough values of reflective ability. Special coverings and paints do not solve a problem because of decrease in heat conductivity and their degradation in due course. Application of porous cast metals and the alloys having cellular structure, considerably will increase the specific area of a surface of a design, and also will allow to carry out volume absorption of falling radiation. Purpose. Research laws change form of porous cast metals at plastic deformation for reception of the regulated structure and properties in design elements heat transfer devices. Results. It is experimentally established that change a thickness of partitions in porous cast metals in the course of deformation occurs according to laws change of an average thickness wall of a pipe at reduce. Porous cast metals at plastic deformation behave as a package of pipes in which deformation work is rather considerable as at axial, and radial loadings. At a proskating rink more intensive reduction of diameter a time and porosity in comparison with drawing is observed. Scientific novelty. It is shown that by means of plastic deformation of porous cast metals it is possible to operate their structure and physical properties, for example absorption and radiating abilities. Practical relevance. The received materials possess high absorption ability in a direction of orientation of a time. It promotes their wide application in absorbers of solar energy for solar collectors, radiators of refrigerators-radiators and other elements of a design of power installations. Use of porous cast metals in heat exchangers will sharply reduce metal consumption and will raise thermal efficiency of the unit.