氣動噴丸清理的數(shù)值分析及試驗(yàn)研究.pdf

1、氣動噴丸清理因其成本低、效率高、質(zhì)量好等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于航天航空、汽車、機(jī)械、化工、石油、船舶等行業(yè)，在材料保護(hù)和表面工程中發(fā)揮著重要作用。然而，現(xiàn)在工業(yè)噴丸清理技術(shù)缺乏深入地效率分析和噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化，工藝參數(shù)選取主要憑經(jīng)驗(yàn)，隨意性大，缺乏理論指導(dǎo)和試驗(yàn)優(yōu)化。本文采用CFD的方法研究噴嘴流場分布特性及壁面的沖蝕特點(diǎn)，通過清理試驗(yàn)優(yōu)化噴丸清理工藝參數(shù)，為氣動噴丸噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計和噴丸工藝參數(shù)的選擇提供了理論依據(jù)。
　　首先，應(yīng)用Fl

2、uent軟件，采用Standard k～ε模型對不同類型噴嘴進(jìn)行氣固兩相流場模擬仿真，深入研究收縮型、文丘里型和流線型噴嘴內(nèi)流場及外流場的流場特性，獲得了射流壓力、速度以及磨料發(fā)散分布的規(guī)律。研究表明，文丘里型噴嘴發(fā)散性較好，加工成本低。綜合考慮，選用文丘里型噴嘴進(jìn)行噴丸清理性價比較高。
　　其次，通過改變噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對文丘里型噴嘴進(jìn)行氣固兩相流場模擬仿真，獲得了不同參數(shù)下氣體和顆粒的速度場及顆粒的運(yùn)動軌跡。分析比較得出：收縮

3、角α=30°，擴(kuò)散角β=7°，噴嘴出口直徑與通徑之比為1.7左右的文丘里型噴嘴清理效果較好，進(jìn)而優(yōu)化了噴嘴結(jié)構(gòu)。
　　然后，利用優(yōu)化后的文丘里型噴嘴對壁面進(jìn)行氣固兩相沖擊流場的仿真研究，得出了不同噴射壓力和噴射距離的氣體對流場加速的影響，以及不同噴丸工藝參數(shù)對垂直壁面沖蝕的影響。研究表明：壁面離噴嘴出口距離在小于100mm，磨料直徑為0.5mm左右，平均沖蝕率較好，噴丸清理效率較高。
　　最后，對噴漆鋼板進(jìn)行噴丸清理試驗(yàn)，通