Экспериментальные исследования вскрытия течей в сварном шве замкнутой ёмкости при тепловом и акустическом воздействии

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.

1. ОСТ 92-0019-78. Методы и режимы сушки изделий перед испытаниями на герметичность. Введ. 01–10–1979. 80 с.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. Карпович И. Н. Моделирование перемещения жидкости в капиллярах и соплах печатающих устройств // Инженерно-физический журнал. 2023. Т. 96, № 2. С. 322–327. EDN: UIFKRZ.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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).

12. ГОСТ Р 8.736-2011. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. Введ. 01–01–2013. Москва: Стандартинформ, 2019. 21 с.

13. ГОСТ 24026-80. Исследовательские испытания. Планирование эксперимента. Термины и определения. Введ. 01– 01–1981. Москва: Изд-во стандартов, 1991. 19 с.

14. 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.

15. 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).

16. 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.