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核科学与工程2024年第06期:等离子喷涂射流数值模拟及工艺优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:雷震;李鸿亚;李艳虎;李文腾;朱盈喜;

单位:中核四0四有限公司第四分公司;

摘要:为了探究大气环境下Ar/He等离子体射流的特性,明确等离子射流对喷涂的影响作用,建立了3D等离子体射流模型。利用Comsol数值模拟软件耦合求解了等离子体射流的能量方程以及κ-ε双方程,采用自由边界条件来处理射流等离子体的外边界,分析了射流等离子体的等离子射流的温度、速度场分布以及与大气的相互作用规律。结果表明:等离子体火焰的温度和速度分布呈中心不均匀对称分布,其最大值分别为10 246.7 K和817.5 m/s;等离子体射流进入空气后,不同时刻速度和温度的变化程度有所差异,但总的变化一致,大体呈先增后减的趋势,且速度分布较之温度受到的影响更大;等离子体火焰长度为90110 mm时,喷涂效果最佳,并通过实验验证,两者吻合较好。

关键词:射流分布;;自由边界;;工艺优化;;复合涂层

基金资助:中核集团基础研究项目(CNNC-JCYJ-202303)