等离子体喷涂中颗粒加热过程数值模拟

摘要：

目的 研究颗粒在等离子体喷涂中的加热过程及影响因素.方法 使用Fluent软件对处于等离子射流中颗粒的加热过程与状态进行求解计算,根据计算结果分析了喷距、颗粒直径与颗粒材料对颗粒加热状况与内部温度梯度的影响.结果 对于不同的喷距,在颗粒升温过程中,颗粒表面温度高于中心温度;在颗粒降温过程中,颗粒表面温度低于中心温度,并且降温过程中的表面-中心温差远小于升温过程中的表面-中心温差.在颗粒升温过程中,其内部存在不同的加热阶段.对于不同的直径,虽然大颗粒比小颗粒能进入射流中心更深的位置,但小颗粒的加热效果更好.表面-中心温差随着颗粒直径的增大而增大,三种不同直径的颗粒的表面-中心温差变化曲线都表现出相似的趋势.对于不同材料的颗粒,热导率越低的颗粒,其表面-中心温差越高,越难以完全熔化.结论 喷距、颗粒直径与颗粒材料对颗粒加热状况和内部温度梯度有很大的影响,该模拟结果能为分析颗粒与等离子体之间的传热提供参考.

关键词：等离子喷涂、颗粒、加热过程、交互作用、表面-中心温差、数值模拟、Fluent

所属期刊栏目：45

分类号：TG174.442(金属学与热处理)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973项目,2012CB625100;国家自然科学基金资助项目51301046;广东省科技项目2013B050800031Supported by National Basic Research Program of China 2012CB625100,National Natural Science Foundation of China 51301046 and Science and Technology Program of Guangdong Province2013B050800031

在线出版日期：2016-12-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：18-24