S形通道中金属熔体与固体颗粒流动混合的数值模拟研究

发布时间：2018-10-10 18:28

【摘要】：金属基复合材料的性能、应用、成本等在很大程度上取决于材料的制造技术,因此研究和发展有效的制造技术一直是金属基复合材料研究中的最重要的问题之一。本文提出了一种基于S形流道的固体颗粒-金属流体混合方法,并采用欧拉-离散相模型分析计算了该流道内的颗粒-流体混合过程。研究结果表明,S形流道内流体具有周期性变化的流动方向及流速,同时在横截面内存在旋转方向周期性改变的涡流,能够强化颗粒在金属流体中的分散过程。分析了颗粒在S形通道内的均匀度,在第三级出口处的颗粒均匀度达到0.915,表明该方法能够较好的实现固体颗粒在金属液内的均匀分散,进而实现颗粒增强金属基复合材料的制备。
[Abstract]:The performance, application and cost of metal matrix composites depend on the manufacturing technology to a great extent. Therefore, the research and development of effective manufacturing technology has always been one of the most important problems in the research of metal matrix composites. In this paper, a solid particle-metal fluid mixing method based on S-channel is proposed, and the particle-fluid mixing process in the channel is analyzed and calculated by using Eulerian-discrete phase model. The results show that the flow direction and velocity change periodically in the S-channel, and the swirl in the cross section is changed periodically, which can enhance the dispersion process of particles in metal fluids. The uniformity of particles in the S-shaped channel is analyzed. The particle uniformity at the third outlet reaches 0.915, which indicates that the method can achieve the uniform dispersion of solid particles in liquid metal. Furthermore, the preparation of particle reinforced metal matrix composites is realized.
【作者单位】： 中国科学院可再生能源重点实验室中国科学院广州能源研究所先进能源系统实验室;
【基金】：国家自然科学基金青年基金(No.51406213) 中科院“百人计划”
【分类号】：TB33

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