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基于FLUENT的超音速冷喷涂喷嘴结构设计及数值模拟

发布时间:2018-01-14 13:45

  本文关键词:基于FLUENT的超音速冷喷涂喷嘴结构设计及数值模拟 出处:《武汉科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:磨损、腐蚀和表面氧化是全球工业生产中所面临的共同问题,如何改善零件表面的耐磨和耐腐蚀性能是提高零件使用寿命,改善材料表面性能的关键因素。采取有效的表面处理技术可以减少零件的表面磨损,提高零件的使用寿命。冷喷涂技术是一种新兴的喷涂技术,为了提高喷涂效率,本文对冷喷涂技术的核心部件超音速喷嘴进行了结构设计,并对喷嘴内部流场进行数值模拟,根据模拟结果对超音速喷嘴进行改进设计,以使固体颗粒达到最大的喷射速度。 首先,本文首先针对冷喷涂喷嘴的技术要求及流体力学和气体动力学的相关知识,设计出了符合要求的超音速冷喷涂喷嘴; 其次,运用FLUENT软件对喷嘴内的气体单相流和气固两相流进行了数值模拟,得出了喷嘴内单向流的流场分布规律和不同直径粒子沿喷嘴轴线的速度分布情况; 第三,改变入口状态参数,,研究不同的入口状态参数对喷嘴内流场的影响,得出不同状态参数下的喷嘴内的流场分布,为喷嘴的设计提供了参考意见; 最后,改变喷嘴结构,研究了不同结构对喷嘴出口速度的影响,并以此为依据对喷嘴进行了结构改进。
[Abstract]:Wear, corrosion and oxidation is a common problem in global industrial production, how to improve the surface wear resistance and corrosion resistance is to improve the service life of parts, a key factor to improve the surface properties of the material. Adopt surface treatment technology can effectively reduce the surface abrasion of parts, improve the service life of the parts. The cold spray technique a new coating technology, in order to improve the spraying efficiency, this paper has carried on the structural design of the core components of supersonic nozzle cold spray technology, and the internal flow field of nozzle was simulated, according to the simulation results of supersonic nozzle was improved, in order to reach the maximum jet velocity of solid particles.
First, aiming at the technical requirements of cold spray nozzle and relevant knowledge of fluid mechanics and aerodynamics, the supersonic cold spray nozzle is designed.
Secondly, the FLUENT software is used to simulate the single-phase flow and gas-solid two-phase flow in the nozzle, and the flow field distribution of the unidirectional flow and the velocity distribution of different diameter particles along the nozzle axis are obtained.
Third, changing inlet state parameters, studying the influence of different inlet state parameters on the flow field inside the nozzle, obtaining the flow field distribution in the nozzle under different state parameters, and providing reference for the design of the nozzle.
Finally, the nozzle structure was changed, and the effect of different structures on the nozzle exit velocity was studied, and the structure of the nozzle was improved on the basis of this.

【学位授予单位】:武汉科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG173

【参考文献】

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本文编号:1423859

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