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高超音速火焰喷涂粒子飞行行为研究

         
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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30~50μm,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.

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