冷喷涂喷嘴材料对粒子加速行为影响的模拟研究

作者：曹聪聪; 李文亚^*; 韩天鹏; 杨夏炜; 徐雅欣; 胡凯玮

来源：精密成形工程, 2019, 11(06): 149-153.

• 冷喷涂
• 喷嘴
• 数值模拟
• 加速行为

目的研究冷喷涂过程中喷嘴材料对粒子加速行为的影响。方法建立喷嘴内外壁的几何模型,设定喷嘴几何尺寸及边界条件,划分喷嘴入口、收缩段、喉部及扩张段的网格,采用模拟软件Fluent 14.5进行模拟分析。结果在冷喷涂过程中,喷嘴内部包含高温气体、室温粒子流及喷嘴内壁的热交换,导热系数最低的喷嘴材料(陶瓷)的喷嘴内壁温度最低,气流和粒子的热损失最小,粒子的速度略高(441m/s);导热系数最高的纯铜喷嘴内壁温度最高,有利于粒子温度提升,因此粒子的温度最高,从而促进粒子塑性变形,改善沉积效果,然而温度过高的内壁会因粒子粘附导致喷嘴堵塞。结论数值模拟方法可以用来研究喷嘴内外壁的传热行为,为喷嘴材料的选择做理论指导,通过综合考虑喷嘴材料的选择和使用来优化喷嘴设计。

• 单位
  西北工业大学; 材料学院; 凝固技术国家重点实验室