高超音速火焰喷涂粒子飞行行为研究

摘要

以高超音速火焰喷枪为研究对象,采用计算流体力学软件Fluent对高超音速火焰喷涂(HVOF)过程中的焰流流场以及粒子飞行过程进行数值模拟.?HVOF系统以氧气为助燃气体,煤油为燃料.?研究了加入粒子前喷枪内火焰焰流温度、速度和压力分布规律,采用离散相模型计算喷涂粒子的动力学飞行行为,探究了粒子大小、注入速度、球形度对粒子飞行行为的影响.?发现最佳粒子粒径范围应为30～50?μm,在此范围内粒子均匀的分布在焰流中心,且为熔融状态,更易形成结合强度较高的涂层;小粒径粒子最佳注入速度为10～15?m·s?1,中等粒径粒子最佳注入速度为5～10?m·s?1,大粒径粒子最佳注入速度为1～5?m·s?1;与球形颗粒相比,非球形颗粒具有较高的阻力系数,在飞行过程中获得更大的动能和更少的热量.