空气超音速火焰喷枪设计理论与数学模型的建立

空气超音速火焰喷枪设计是开发空气超音速火焰喷涂技术的关键。本文阐述了喷枪的关键结构件包括燃烧室、laval喷嘴及加速管设计理论，即超音速燃烧学与空气动力学理论，在此基础上通过确定过程参数建立了以一维定常等熵流为假设条件的喷枪设计的理论模型，从而为深入研究和开发HVAF技术和空气超音速火焰喷枪的设计提供了较为理想的研究平台。     

碳热还原合成碳化硅温度场及压力场的数值模拟

通过对碳热还原合成SiC温度场与压力场的数值模拟,研究了冶炼炉内的温度、压力随合成时间的变化规律。研究结果表明,随着合成时间的延长,热量向外传递,高温等温面逐渐向外扩展,适合生成SiC的温区面积逐渐增大,过长的合成时间增加能耗,SiC分解加剧,产率降低。与单热源炉相比,平行三热源炉内压力分布比较均匀,炉内平均压力维持在...     

空气超音速火焰喷枪设计理论与数学模型的建立

空气超音速火焰喷枪设计是开发空气超音速火焰喷涂技术的关键。本文阐述了喷枪的关键结构件包括燃烧室、laval喷嘴及加速管设计理论 ,即超音速燃烧学与空气动力学理论 ,在此基础上通过确定过程参数建立了以一维定常等熵流为假设条件的喷枪设计的理论模型 ,从而为深入研究和开发HVAF技术和空气超音速火焰喷枪的设计提供了较为理想的研究平台     

氧气含量对超音速火焰喷涂燃烧特性的影响

超音速火焰喷涂过程中,火焰特征对涂层的形成产生重要的影响,应用β-PDF(Probability DensityFunction)湍流燃烧模型对喷枪燃烧室的燃烧过程进行了数值模拟,研究了混合状态与燃烧状态之间的关系.研究表明,随着氮气含量的增加,燃气温度下降,燃烧的最高温度点向低混合分数靠近,温度梯度增大,最高理论燃烧温度从3417K下降到2000 K;燃烧过程中存在大量中间产物,随着氮气的增加,燃烧过程中大量的单质碳析出,燃烧过程向低温燃烧转化.随着氮气含量和燃油的增加,燃烧产物中CO2的含量在最高温度点附近出现最高点,H2O次之,最后生成CO,C的含量呈现逐步递增的趋势.     

超音速火焰喷涂技术研究进展

介绍了一种超音速火焰喷涂技术的发展过程、工作原理和特点、涂层的应用以及未来的发展方向。该技术制备的涂层致密、氧化物含量极低，在耐磨、抗氧化、耐腐蚀和机械零件修复等领域得到了广泛的应用。     

二次加速超音速喷嘴内流场的数值模拟

根据制备工艺条件及雾化喷嘴的结构特点,建立喷嘴流动的物理模型,然后建立二次加速超音速喷嘴流动的数学模型,采用计算流体力学方法对控制方程进行离散。在此基础上,借助ANSYS软件,计算出喷嘴结构对气流的影响,其它流体参数相同条件下,通过改变喷嘴的结构使气体出口速度加大,结果表明:二次加速喷嘴的效果较好。     

超音速火焰喷涂技术的现状及展望

超音速火焰喷涂(HVOF)技术是一种可在表面高效率地形成涂层的工艺方法,该法具有火焰速度高,温度比等离子喷涂低,涂层结合强度高、致密性好、耐磨等优点.主要介绍了超音速火焰喷涂的原理、发展历程及研究现状,并展望了其未来发展趋势.     

超音速火焰喷涂研究与应用

综述了超音速火焰喷涂技术的发展历史和基本工作原理。介绍了粉末粒度、喷涂距离等喷涂材料参数及工艺参数对涂层组织和性能的影响。分析评述了超音速火焰喷涂工艺在喷涂材料选择、经济适用性等方面的优缺点。随着经济发展及超音速火焰喷涂技术自身的革新,该技术必将应用于越来越多的领域。     

超音速火焰喷涂过程中粒子运动特性的数值模拟

热喷涂涂层质量很大程度上是由颗粒沉积时的状态决定,颗粒不仅受到粒径尺寸的影响,还与飞行过程中焰流特性密切相关.本文以JP8000型超音速火焰喷涂系统(HVOF)喷涂过程为研究对象,采用计算流体动力学方法探究不同氧油质量比下焰流行为和计算域内的燃烧特性;分析不同粒径的颗粒在焰流场内的轨迹特性和速度、温度演变规律,依据数值模拟结果优化工艺参数.计算结果表明:氧油比为3时,HVOF系统内焰流温度最高、速度最快,表明氧油充分燃烧;颗粒注入后可能与枪管壁发生碰撞,且其粒径越大,碰撞发生的临界入射速度越小,碰撞后的粒子会二次穿越焰流中心;颗粒粒径越大,受焰流作用时加热、加速越缓慢,在喷枪内到达的最高温度和最大速度越小.     

多功能超音速火焰喷涂雾化喷嘴的设计

对多功能超音速火焰喷涂系统的雾化原理与影响因素进行了分析，采用专门设计的射流雾化喷嘴，加工安装方便、雾化效果好。雾化的影响因素有：喷口大小、喷嘴压降、雾化介质的理化性质和燃烧室的压力与温度等。点火阶段为低速射流雾化，喷涂阶段为高速射流雾化。     

高温KNbO3熔液内速度场和温度场的实验研究及其数字模拟分析

在重力对流作用的情况下,本文对实验所用的铂金坩埚中的高温熔液内的速度分布和温度分布进行了数字模拟研究,结果表明:借助实验边界条件和Boussinesq近似,铌酸钾高温熔液中的速度分布及温度分布的数字模拟结果与实验结果基本吻合,流体运动的轨迹与实验示踪粒子轨迹也基本一致.     

高温KNbO3熔液内速度场和温度场的实验研究及其数字模拟分析

在重力对流作用的情况下，本文对实验所用的铂金坩埚中的高温熔液内的速度分布和温度分布进行了数字模拟研究。结果表明：借助实验边界条件和Boussinesq近似，铌酸钾高温熔液中的速度分布及温度分 的数字模拟结果与实验结果基本吻合，流体运动的轨迹与实验示踪粒子轨迹也基本一致。     

低温超音速火焰喷涂特性研究

由于冷喷涂技术的工作气压过高,限制了其应用.为此,应用多功能超音速火焰喷涂系统(KY-HVO/AF)焰流温度调节范围大的特点,设计了液料送粉系统和控制装置,扩大了喷涂低温工作范围,达到了低温喷涂工作温度和速度,实现了低温喷涂.采用压入式气液动力转换提供送粉动力,控制装置采用槽孔式计量方式,实现对流量的量化控制,整个数字化系统控制简单、可靠.以数值模拟的方式,分析了HVAF喷涂工作状态,液料流量、空气流量、煤油流量对焰流工作状态的影响,着重研究了不同液料流量时焰流状态的变化规律.结果表明,空气流量、煤油流量、液料流量是控制喷涂温度的三个重要因素,应用此技术成功地制备了纳米TiO2涂层.     

高强钢激光电弧复合焊接温度场的数值模拟与试验研究

目的 对厚度为12 mm的HG785D高强钢进行复合焊接,获取最佳焊接工艺参数,建立适用于激光-MIG(Metal Inert Gas Welding)复合焊接的热源模型.方法 采用激光-MIG复合焊接方法进行焊接试验,建立适用于HG785D高强钢激光-MIG复合焊接的"高斯锥形体+均匀锥形体+高斯柱形体"复合热源模型...     

双轴肩搅拌摩擦焊接头温度场和流场数值模拟分析

目的 研究铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头温度场和流场规律。方法 以2024铝合金为研究对象,借助FLUENT软件,综合考虑了温度和应变速率对铝合金粘度的影响,采用修正的本构模型,分析了典型双轴肩搅拌摩擦焊接条件下接头温度和速度特征。结果 搅拌头边缘,应变速率较大,接近1000 s-1;温度场呈现出对称的哑铃状分布,最高温度为751 K,达到2024铝合金熔点的83%;前进侧温度大于后退侧温度,前进侧温度为640 K左右,后退侧为600 K左右;双轴肩摩擦焊材料流动速度大于常规焊,前进侧速度大于后退侧速度,前进侧轴肩作用区域大于后退侧;前进侧轴肩作用区域延伸至板材中间,造成带状不连续缺陷。结论 CFD软件Fluent可以较为准确地分析双轴肩搅拌摩擦焊的温度场和流场,可为搅拌工具的优化提供依据。     

激光前向转移技术及其温度场数值模拟研究

激光具有加工重复性好、能量精确控制及加工精度高等优点,其加工对象的尺寸可以达到微米甚至是亚微米级,可实现三维空间结构高精度加工。激光因其具备上述优异的性能,被应用于材料加工。激光能量还被用来诱发物质向特定方向转印,此类技术也被称为激光前向转移技术。主要综述了激光前向转移技术的实现过程、原理及微观机制,着重介绍并分析了激光前向转印技术发展的历史及其应用现状,如金属Cu,Cr,Al等金属薄膜的转印、单壁碳纳米管转印键合、微纳米结构的加工、元件异质集成等。最后对激光前向转移技术的温度场仿真的研究现状进行了分析和总结,具体包括仿真的方法、模型的使用等。     

基于ANSYS的模铸高碳钢凝固过程温度场数值模拟

为改善钢锭头部保温性能,利用有限元分析软件ANSYS对模铸高碳钢凝固过程的温度场进行了数值模拟。重点讨论了绝热板不同热导率值与不同宽面厚度值及发热板不同生热率值对钢锭头部保温性能的影响。结果表明,通过增加发热板生热率不能明显改善钢锭头部温度场;绝热板热导率数值符合保温材料性能指标,将其宽面厚度调整为35~40mm能满足钢锭头部保温要求。     

医用洁净送风天花的速度场和抗干扰能力的数值模拟分析

应用κ-ε两方程模型，对医用洁净送风天花的速度场，室外的干扰对室内的影响进行了数值模拟分析。     

等离子喷涂过程中金属与陶瓷颗粒倾斜入射的数值模拟

本文利用有限元法 ,研究了等离子喷涂过程中喷涂角度对熔融颗粒沉积微观形貌的影响 ;计算了金属Ni颗粒和陶瓷Al2 O3 颗粒在一定喷涂角度下的微观变形形貌和瞬态压力峰值。结果表明 ,喷涂角度对液滴舍甫展等效直径、延展因子、上游比例系数以及瞬态碰撞压力峰值都有显著影响。研究结果对进一步深入研究致密涂层的形成以及涂层微观组织与宏观性能之间的关系提供了理论依据。