真空度对真空冷喷涂气固两相流的影响

摘要：

目的 真空度直接影响着真空冷喷涂时气体流动特性和颗粒撞击速度,研究真空度对气体和颗粒流动特性的影响. 方法 确定真空冷喷涂系统结构,采用FLUENT软件进行真空冷喷涂气固两相流研究,通过数值模拟研究真空度对流场和颗粒撞击速度的影响,并研究相同压力比下的气固两相流特性.结果 当入口压力一定时,喷管内的气体轴线速度、密度和温度与环境压力大小无关;而在射流区,环境压力越小,则气体轴线速度波动越小、密度越低,但到达基板后的气体温度均接近喷管入口温度. 环境压力对大粒径颗粒的撞击速度影响较大,颗粒撞击速度随环境压力增大而先增后减,最佳环境压力可根据气相云图和气体密度来确定. 当进出口压力比相同时,喷管内和射流区域内的气相速度云图基本相同,气体轴线速度曲线基本重合,而基板前的颗粒速度不同,此时环境压力越低,颗粒速度越高,越有利于形成涂层. 结论 采用计算流体动力学分析方法厘清了真空度对真空冷喷涂气固两相流的影响,为涂层制备奠定了理论基础.

关键词：真空冷喷涂、气固两相流、真空度、流场、颗粒速度、数值研究

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分类号：TG174.442;TQ02(金属学与热处理)

资助基金：河南省高等学校精密制造技术与工程重点学科开放实验室开放基金PMTE201314A Supported by the Opening Project of Key Laboratory of Precision Manufacturing Technology and Engineering PMTE201314A

在线出版日期：2016-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：75-79,121