avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2024-8-3-80-89ZRZXMXavroen-64Research ArticleАВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКАAVIATION AND ROCKET-SPACE ENGINEERINGЭкспериментальные исследования вскрытия течей в сварном шве замкнутой ёмкости при тепловом и акустическом воздействииExperimental investigations of opening leaks in a welded seam of a closed container under thermal and acoustic influenceshttps://orcid.org/0000-0002-9481-5985ЛеснякИ. Ю.LesnyakI. Yu.

Лесняк Иван Юрьевич, кандидат технических наук, доцент (Россия), заведующий, доцент кафедры «Машиноведение»

644050, г. Омск, пр. Мира, 11

ResearcherID: E-6397-2014

Lesnyak Ivan Yurievich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head, Associate Professor of Machine Engineering  Technology  Department

Omsk, Mira Ave., 11, 644050

ResearcherID: E-6397-2014 

lesnyak.ivan@gmail.comОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation202430092024838089Copyright © Лесняк И.Ю., 20242024Лесняк И.Ю.Lesnyak I.Y.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/64

Для проведения экспериментальных исследований процесса осушки замкнутой ёмкости с учетом вскрытия канала течи в сварном шве спроектированы и изготовлены экспериментальный исследовательский стенд, экспериментальная ёмкость и экспериментальные образцы с модельными течами разного размера. Сформулирована научная проблема экспериментальных исследований, разработаны программа и методики проведения экспериментов. Сформированы требования к метрологическому оборудованию и определена погрешность измерений температуры, влажности и давления. Проведены предварительные эксперименты по смачиванию экспериментальной ёмкости и экспериментальных образцов модельной жидкостью и закупориванию каналов течи, а также по осушке внутренней поверхности стенки экспериментальной ёмкости конвективным потоком газа и кондуктивным нагревом стенки до момента вскрытия закупоренных жидкостью каналов течи. Получены зависимости изменения температуры жидкости, воздуха, стенки экспериментальной ёмкости, экспериментальных образцов и давления в экспериментальной ёмкости по времени проведения эксперимента при смачивании и осушке экспериментальной ёмкости и экспериментальных образцов. Определены параметры теплового воздействия, при которых происходит вскрытие каналов течи за установленное время.

To conduct experimental investigations of the drying process of a closed container, taking into account the opening of a leak channel in a weld, an experimental research stand, an experimental container and experimental samples with model leaks of different sizes are designed and manufactured. The scientific problem of experimental research has been formulated, a program and methods for conducting experiments have been developed. Requirements for metrological equipment have been formed and the measurement error of temperature, humidity and pressure has been determined. Preliminary experiments are carried out on wetting the experimental container and experimental samples with a model liquid and clogging the leak channels, as well as on drying the inner surface of the experimental container wall with a convective gas flow and conductive heating of the wall until the leak channels clogged with liquid are opened. The dependences of the change in temperature of the liquid, air, wall of the experimental container, experimental samples and pressure in the experimental container are obtained over the time of the experiment during wetting and drying of the experimental container and experimental samples. The parameters of thermal exposure at which the leak channels is opened within a specified time are determined.

канал течиосушка ёмкостиэкспериментультразвукпониженное давлениекапиллярleak channelcontainer dryingexperimentultrasoundlow pressurecapillaryИсследования проведены в рамках государственного задания № FSGF-2024-0004 «Исследования процессов осушки замкнутых ёмкостей в процессе их производства при проведении испытаний на герметичность»The research is carried out within the framework of state assignment No. FSGF-2024-0004 «Investigations of closed vessels drying processes in the process of their production during leak tightness tests»ReferencesОСТ 92-0019-78. Методы и режимы сушки изделий перед испытаниями на герметичность. Введ. 01–10–1979. 80 с.OST 92-0019-78. Metody i rezhimy sushki izdeliy pered ispytaniyami na germetichnost’ [Methods and modes of products drying prior to air-pressure test]. 80 p. (In Russ.).Lin P., Basem A., Alizadeh A. [et al.]. Effect of temperature on the mechanical properties of aluminum polycrystal using molecular dynamics simulation // Case Studies in Thermal Engineering. 2024. Vol. 59. 104480. DOI: 10.1016/j.csite.2024.104480.Lin P., Basem A., Alizadeh A. [et al.]. Effect of temperature on the mechanical properties of aluminum polycrystal using molecular dynamics simulation // Case Studies in Thermal Engineering. 2024. Vol. 59. 104480. DOI: 10.1016/j.csite.2024.104480. (In Engl.).Wu C., Li J. Numerical simulation of flow patterns and the effect on heat flux during R32 condensation in microtube // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2018. Vol. 121. P. 265–274. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.12.123.Wu C., Li J. Numerical simulation of flow patterns and the effect on heat flux during R32 condensation in microtube // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2018. Vol. 121. P. 265–274. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.12.123. (In Engl.).Диняева Н. С., Кравцов С. Б., Крумляков С. О. [и др.]. Стенд заправки тепловых трубок // Труды МАИ. 2022. № 126. DOI: 10.34759/trd-2022-126-13. EDN: RRYFVC.Dinyayeva N. S., Kravtsov S. B., Krumlyakov S. O. [et al.]. Stend zapravki teplovykh trubok [Stand for filling heat pipes] // Trudy MAI. Trudy MAI. 2022. No. 126. DOI: 10.34759/trd-2022-126-13. EDN: RRYFVC. (In Russ.).Huang H., Zhai Y., Li Z. [et al.]. Thermo-hydraulic characteristics and structural optimization of supercritical CO2- cooled microchannel heat sink // International Communications in Heat and Mass Transfer. 2024. Vol. 154. 107438. DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2024.107438.Huang H., Zhai Y., Li Z. [et al.]. Thermo-hydraulic characteristics and structural optimization of supercritical CO2- cooled microchannel heat sink // International Communications in Heat and Mass Transfer. 2024. Vol. 154. 107438. DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2024.107438. (In Engl.).Liu Y., Zeng L., Chen Y. [et al.]. Improving the cooling effect of proton exchange membrane fuel cells by using biomimetic capillary cooling channels based on topology optimization method // Applied Thermal Engineering. 2024. Vol. 251. 123633. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2024.123633.Liu Y., Zeng L., Chen Y. [et al.]. Improving the cooling effect of proton exchange membrane fuel cells by using biomimetic capillary cooling channels based on topology optimization method // Applied Thermal Engineering. 2024. Vol. 251. 123633. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2024.123633. (In Engl.).Карпович И. Н. Моделирование перемещения жидкости в капиллярах и соплах печатающих устройств // Инженерно-физический журнал. 2023. Т. 96, № 2. С. 322–327. EDN: UIFKRZ.Karpovich I. N. Modelirovaniye peremeshcheniya zhidkosti v kapillyarakh i soplakh pechatayushchikh ustroystv [Modeling the movement of a liquid in capillaries and nozzles of printers] // Inzhenerno-fizicheskiy zhurnal. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2023. Vol. 96, no. 2. P. 322–327. EDN: UIFKRZ. (In Russ.).Naghashnejad M., Shabgard H., Bergman T. L. A novel computational model of the dynamic response of the evaporating liquid-vapor interface in a capillary channel // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2022. Vol. 186. 122496. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.122496.Naghashnejad M., Shabgard H., Bergman T. L. A novel computational model of the dynamic response of the evaporating liquid-vapor interface in a capillary channel // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2022. Vol. 186. 122496. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2021.122496. (In Engl.).Cai L., Lu Y., Zhang L. [et al.]. Leak tightness tests of mechanical seal joints for HL-2M tokamak under thermal cycle loads // Vacuum. 2023. Vol. 218. 112614. DOI: 10.1016/j.vacuum.2023.112614.Cai L., Lu Y., Zhang L. [et al.]. Leak tightness tests of mechanical seal joints for HL-2M tokamak under thermal cycle loads // Vacuum. 2023. Vol. 218. 112614. DOI: 10.1016/j.vacuum.2023.112614. (In Engl.).Соловьев В. Н., Кологов А. В., Барышников В. И. Исторические аспекты применения единиц измерений в гелиевом течеискании // Вакуумная техника и технология. 2019. Т. 29. № 1. С. 23–25. EDN: EWCDJW.Solov’yev V. N., Kologov A. V., Baryshnikov V. I. Istoricheskiye aspekty primeneniya edinits izmereniy v geliyevom techeiskanii [Historical aspects of the use of units of measurement in helium leak detection] // Vakuumnaya tekhnika i tekhnologiya. Vacuum Equipment and Technology. 2019. Vol. 29, no. 1. P. 23– 25. EDN: EWCDJW. (In Russ.).Incropera F. P., DeWitt D. P., Bergman T. L. [et al.]. Fundamentals of heat and mass transfer. John Wiley & Sons, 2011. 1048 p. ISBN 1119722489; 978-1119722489. URL: https://mech.at.ua/HeatandMassTransfer7thEdition-Incropera-dewitt.pdf (дата обращения: 12.03.2024).Incropera F. P., DeWitt D. P., Bergman T. L. [et al.]. Fundamentals of heat and mass transfer. John Wiley & Sons, 2011. 1048 p. ISBN 1119722489; 978-1119722489. URL: https://mech.at.ua/HeatandMassTransfer7thEdition-Incropera-dewitt.pdf (accessed: 12.03.2024). (In Engl.).ГОСТ Р 8.736-2011. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. Введ. 01–01–2013. Москва: Стандартинформ, 2019. 21 с.GOST R 8.736-2011. Izmereniya pryamyye mnogokratnyye. Metody obrabotki rezul’tatov izmereniy. Osnovnyye polozheniya [State system for ensuring the uniformity of measurements. Multiple direct measurements. Methods of measurement results processing. Main principles]. Moscow, 2019. 21 p. (In Russ.).ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения. Введ. 01– 01–1981. Москва: Изд-во стандартов, 1991. 19 с.GOST 24026-80. Issledovatel’skiye ispytaniya. Planirovaniye eksperimenta. Terminy i opredeleniya [Research tests. Experiment planning. Terms and definitions]. Moscow, 1991. 19 p. (In Russ.).Бойко А. Ф., Кудеников Е. Ю. Точный метод расчета необходимого количества повторных опытов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2016. № 8. С. 128–132. EDN: WHTDML.Boyko A. F., Kudenikov E. Yu. Tochnyy metod rascheta neobkhodimogo kolichestva povtornykh opytov [Exact methods calculate the necessary amount of repeat experience] // Vestnik Belgorodskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta im. V. G. Shukhova. Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov. 2016. No. 8. P. 128–132. EDN: WHTDML. (In Russ.).Денисенко В. ПИД-регуляторы: вопросы реализации // Современные технологии автоматизации. 2008. № 1. С. 86–99. URL: https://www.cta.ru/cms/f/364276.pdf (дата обращения: 12.03.2024).Denisenko V. PID-regulyatory: voprosy realizatsii [PID controllers: implementation issues] // Sovremennyye tekhnologii avtomatizatsii. Modern Automation Technologies. 2008. No. 1. P. 86–99. URL: https://www.cta.ru/cms/f/364276.pdf (accessed: 12.03.2024). (In Russ.).Спицын В. С., Спицын В. В. Алгоритмы управления температурой в помещениях // Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». 2012. № 35. С. 79–84. EDN: PEWAJJ.Spitsyn V. S., Spitsyn V. V. Algoritmy upravleniya temperaturoy v pomeshcheniyakh [Algorithms for temperature control in buildings] // Vestnik YuUrGU. Seriya «Komp’yuternyye tekhnologii, upravleniye, radioelektronika». Vestnik SUSU. Series «Computer Technology, Automatic Control, Radio Electronics». 2012. No. 35. P. 79–84. EDN: PEWAJJ. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.