射频等离子体制备球形粉末的数值模拟

摘要：

为了解决射频等离子体球化制粉过程存在的监测困难和成本高问题，提出将射频等离子体视为磁流体（magneto-hydro-dynamic，MHD），借助有限元方法分析等离子体的传热与流动。利用计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）软件Fluent，建立球化制粉过程的数值模型，采用k-ε模型计算流场和温度场，通过离散相（discrete phase model，DPM）模型研究颗粒的运动轨迹来探讨球化率和收粉率的问题。结果表明：等离子体炬中心区温度高达10148 K 且具有极大的温度梯度，球化处理可以获得球形度高、结构致密的球形粉末；提高送粉率使单位时间内温度场内的颗粒增多，球化率下降；粉末粒径越大，受重力场作用越大，颗粒更趋向沿轴向快速通过等离子炬；湍流作用下粉末的杂乱运动是收粉率低的主要原因。数值模拟可以为等离子体球化制粉技术的推广提供理论指导。

关键词：射频等离子体、数值模拟、颗粒运动轨迹、球化率

分类号：O361.3

资助基金：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目20120006110007；国家自然科学基金资助项目51274039

在线出版日期：2016-03-16（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：2642-2647