冷喷涂传热流动及颗粒运动加热过程模拟

摘要

本文在分析冷喷涂工作原理的基础上建立冷喷涂过程传热和流动数学模型,研究气体入口压力、入口温度、颗粒粒径和Laval喷嘴几何尺寸等参数对颗粒飞行行为的影响,并分析不同比例的气体组分对颗粒在Laval喷嘴中加热与加速过程的影响.研究发现在喷涂过程中,大粒径颗粒的速度和温度变化比小粒径困难,小粒径颗粒的速度与温度变化很大,对气流表现出很强的跟随性.工作气体入口压力越大,颗粒速度越大,对颗粒温度的影响很小;而工作气体入口温度越大,颗粒的速度与温度都增大;颗粒速度随着氦气体积分数的增加而增大.喷嘴的几何尺寸对颗粒状态影响不大,增大Laval喷嘴扩张段长度有利于增大颗粒的速度.