宽带同轴送粉喷嘴的流场数值模拟及结构优化

• 作者: 赵亮 王丽芳 朱刚贤 李广琪 石世宏
• 来源期刊: 应用激光
• 关键词: 激光增材制造 宽带同轴送粉喷嘴 离散相模型 正交试验
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 页码范围: 643-650
• 页数: 8页
• 分类号: TN294
• 语种: 中文
• DOI: 10.14128/j.cnki.al.20214103.643

摘要

为了获得一种匹配3 kW宽带矩形激光器的同轴送粉喷嘴,采用了 Fluent软件的离散相模型,对同轴送粉喷嘴粉末通道结构参数开展了四因素四水平的正交仿真试验,研究了结构参数对粉末汇聚浓度与粉斑尺寸的影响.结果表明,宽带同轴送粉喷嘴的粉末浓度在轴向与径向上均服从高斯分布,验证了喷嘴结构的合理性.四因素对粉末浓度的影响效果从大到小为:倾角、垂直高度、收缩角度以及出口间隙.当采用最优结构参数时,喷嘴可以在距离粉末出口24.6 mm的平面上形成一个3.08 mm×3.08 mm大小、最高质量浓度为32.29 kg/m3的矩形粉斑.最终通过送粉试验验证其合理性,为后续激光增材制造试验的开展提供依据及参考.