气体雾化制粉工艺中金属熔体在导流管内流动过程的数值研究Numerical investigation on flow process of liquid metals in melt delivery nozzle during gas atomization process for fine metal powder production

作者：刘畅; 李欣; 舒适; 黄禹赫; 黎兴刚; 朱强

来源：Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2021, 31(10): 3192-3204.

DOI：10.1016/S1003-6326(21)65725-4

• 气体雾化
• 导流管
• 熔融金属
• 流体阻力
• 金属粉末

基于流体体积(VoF)界面捕捉方法和剪切应力输运(SST k-ω)湍流模型,通过数值模拟揭示气体雾化制粉工艺中金属熔体在导流管内的流动机理.验证实验表明,数值模型能对导流管内的流体流动过程进行合理预测.随着导流管内径的减小,熔融铝和熔融铁的流动阻力增大,当导流管内径减小至1 mm时,熔体的流动阻力可达102 kPa数量级.基于传统的气体雾化工艺,在金属熔体上方施加正向压力克服熔体在导流管内的流动阻力并在不同导流管内径下雾化高黏性铝合金熔体.当导流管内径从4 mm减小到2 mm时,粉末的细粉收得率(<150μm)从54.7％大幅增加到94.2％.当采用较小内径的导流管时,粉末的表面质量也有所改善.

• 单位
  湖南兵器技术中心有限公司; 南方科技大学