FLUENT在液相等離子噴涂中的應(yīng)用.pdf

1、液相等離子噴涂是新興的熱噴涂技術(shù),它采用懸浮液相代替?zhèn)鹘y(tǒng)的粉末輸送待噴涂材料,有效解決了微納尺度粉末輸運(yùn)困難和納米晶粒易長大的問題,受到行業(yè)的廣泛關(guān)注,近年來呈現(xiàn)出快速發(fā)展趨勢。噴涂過程中的等離子形貌及其理化特性直接影響涂層性能,使用數(shù)值模擬技術(shù)分析等離子射流形貌及其溫度場、速度場是一種經(jīng)濟(jì)高效的手段。
　　本文基于計(jì)算流體力學(xué)和工程傳熱學(xué)的基本原理,采用有限容積方法對控制方程進(jìn)行離散,借助FLUENT專業(yè)流體力學(xué)計(jì)算軟件實(shí)現(xiàn)了對

2、液相等離子噴涂過程中的等離子射流的數(shù)值模擬。重點(diǎn)探討建立合理的數(shù)學(xué)物理模型,并對等離子射流邊界的速度分布及溫度分布狀況在FLUENT中使用用戶自定義函數(shù)實(shí)現(xiàn)。針對液相等離子噴涂的工藝特點(diǎn),著重研究了相關(guān)工藝參數(shù)對等離子射流形貌及其溫度場、速度場特性的影響規(guī)律。
　　模擬結(jié)果顯示,噴涂功率增大時(shí),等離子射流溫度和速度峰值均上升;Ar氣流量增大時(shí),峰值速度上升而峰值溫度下降。通過標(biāo)準(zhǔn)化相同二階中心矩橢圓的長短軸比?對等離子射流形貌進(jìn)行

3、表征,結(jié)果顯示模擬結(jié)果和CCD圖像獲得的等離子形貌?值極為接近。在入射液相方面,當(dāng)噴涂功率及Ar氣流量一定時(shí),液相入射速度、空間位置和入射角度對等離子射流的峰值溫度與峰值速度沒有影響。隨著入射速度的提高,等離子射流對弧槍遠(yuǎn)端空氣的擾動逐漸減弱;液相不同軸向入射位置對等離子射流形貌的影響主要集中在入射液相位置遠(yuǎn)離弧槍的區(qū)域,而弧槍附近受其影響非常小;隨著入射角度的增大,入射液相對等離子射流近弧槍端的影響增強(qiáng)而對遠(yuǎn)弧槍端的影響減弱。取射流速