喷丸过程中喷嘴移速对颗粒分布的影响

发布时间：2024-04-07 23:40

　　目的探究喷丸过程中颗粒在靶材上的分布特性及喷嘴移动速度带来的影响。方法利用FLUENT对定点喷丸过程进行CFD仿真,获得定点喷打时颗粒在靶材上的位置,然后再使用MATLAB对定点喷打的颗粒结果进行叠加处理,以此模拟连续喷丸过程。首先进行平面喷打模拟,分析喷嘴速度对颗粒分布的影响。通过添加颗粒查询方法可对旋转喷丸过程进行模拟,以方型柱体为例进行转动喷打,并优化转动速度。结果喷嘴匀速平移时,在喷嘴路径方向上的颗粒分布密度恒定,该密度值与移动速度呈反比;变速平移时,在喷嘴路径方向上的颗粒分布密度与喷嘴扫掠截面和喷嘴移动速度相关,且喷嘴扫掠截面越小,颗粒分布密度与运动速度越接近反比,并利用数学模型验证了方法的可靠性;旋转喷打时,针对方型柱体靶材,匀速转动喷打的颗粒分布密度呈起伏变化,通过优化转动速度得到大幅改善,可节约24.2%的喷丸时间与颗粒使用量。结论采用FLUENT与MATLAB结合的方式,可对连续喷丸过程中靶材上的颗粒分布进行合理描述。匀速平移喷打时,颗粒分布密度与移速呈反比;变速平移喷打时,颗粒分布密度与移速呈负相关,靠近反比关系;变速转动喷打时,合理的变速转动喷打较匀速转动喷打拥有...

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

图2颗粒运动轨迹Fig.2Particlemotiontrajectory

为颗粒间的理想层间距；μ′为仿真层间距；ρ为颗粒材料密度；dp为颗粒直径；D为入口处圆面直径，即模型中的d1；S为单层的颗粒数量；pv为颗粒入射速度；H为颗粒消耗量。表2颗粒设定Tab.2ParticlesettingsIncidentparticleparametersValu....

图1仿真模型Fig.1Simulationmodel:a)three-dimensionalsimulationmodel;b)two-dimensionalsimulationmodel

·344·表面技术2020年8月三维仿真模型，其二维结构如图1b所示。模型主要分为喷嘴流域与外部流域，考虑到喷嘴的气动特性与经济性[28]，这里采用文丘里型喷嘴，外部流域为一圆型柱体，仿真模型具体尺寸见表1。图1仿真模型Fig.1Simulationmodel:a)three-d....

图3定点喷打0.1s后的颗粒分布Fig.3Particledistributionafterfixedshotpeeningfor0.1s

第49卷第8期吴文海等：喷丸过程中喷嘴移速对颗粒分布的影响·345·图3定点喷打0.1s后的颗粒分布Fig.3Particledistributionafterfixedshotpeeningfor0.1s图4颗粒通量分布曲线Fig.4Particlefluxdistributi....

图4颗粒通量分布曲线Fig.4Particlefluxdistributioncurve

第49卷第8期吴文海等：喷丸过程中喷嘴移速对颗粒分布的影响·345·图3定点喷打0.1s后的颗粒分布Fig.3Particledistributionafterfixedshotpeeningfor0.1s图4颗粒通量分布曲线Fig.4Particlefluxdistributi....

本文编号：3948155