等离子体喷涂中颗粒加热过程数值模拟

• 作者: 何翔 刘敏 文魁 杨焜 王凯 闫星辰
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 等离子喷涂 颗粒 加热过程 交互作用 表面-中心温差 数值模拟 Fluent
• 年，卷（期）: 2016,（9）
• 所属期刊栏目: 专题——热喷涂技术
• 页码范围: 18-24
• 分类号: TG174.442
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.003

摘要

目的 研究颗粒在等离子体喷涂中的加热过程及影响因素.方法 使用Fluent软件对处于等离子射流中颗粒的加热过程与状态进行求解计算,根据计算结果分析了喷距、颗粒直径与颗粒材料对颗粒加热状况与内部温度梯度的影响.结果 对于不同的喷距,在颗粒升温过程中,颗粒表面温度高于中心温度;在颗粒降温过程中,颗粒表面温度低于中心温度,并且降温过程中的表面-中心温差远小于升温过程中的表面-中心温差.在颗粒升温过程中,其内部存在不同的加热阶段.对于不同的直径,虽然大颗粒比小颗粒能进入射流中心更深的位置,但小颗粒的加热效果更好.表面-中心温差随着颗粒直径的增大而增大,三种不同直径的颗粒的表面-中心温差变化曲线都表现出相似的趋势.对于不同材料的颗粒,热导率越低的颗粒,其表面-中心温差越高,越难以完全熔化.结论 喷距、颗粒直径与颗粒材料对颗粒加热状况和内部温度梯度有很大的影响,该模拟结果能为分析颗粒与等离子体之间的传热提供参考.