高速电弧喷涂3Cr13钢雾化粒子温度和飞行速度数值模拟

摘要

用二相流流体动力学和空气动力学理论建立了高速电弧喷涂雾化粒子温度和飞行速度的数学模型,通过引入高速电弧喷涂工艺过程的送丝速度、丝材直径、喷涂电流、电压和雾化气体压力等工艺参数,与雾化微滴温度、飞行速度和粒度分布建立联系,揭示了高速电弧喷涂工艺参数对雾化过程微滴物理特性的影响。数值分析结果表明,3Cr13钢微滴速度在实际喷涂距离范围内变化不大;粒度对微滴初始温度有较大影响;不同粒度微滴的过热度在1320-2090K之间,电阻项对微滴过热度的贡献最大;微滴强烈过热是电弧喷涂材料损耗的主要原因之一。所建立的模型的数值模拟结果与试验结果吻合较好。模拟计算的高速电弧喷涂技术喷涂3Cr13钢的质均粒度和实测的相吻合,但粒度分布特征不同。