沸腾式送粉器性能及其结构优化数值模拟研究

文章运用气固两相流数值模拟的方法对送粉器输送不同密度及不同颗粒直径粉末进行了仿真研究,并分析送粉器结构对粉末输送效果的影响,从而对送粉器的结构进行了优化。结果表明,随着颗粒直径的增大,相同气流条件下得到的送粉流量减小。而相同颗粒直径下,随着粉末材料密度的增大,送粉的体积流量逐渐减小,而质量流量的变化无规律可循。根据气固两相流理论,选取不同的送粉管与气流入口高度值进行模拟对比分析。该高度值的增大并不能改善送粉的均匀性,而从当前高度降低6mm可得到更好的送粉均匀性。     

激光熔覆沸腾式送粉器气固两相流数值模拟研究

为了改进激光熔覆沸腾式送粉器的性能,对送粉器的送粉过程运用FLUENT软件进行了3维非定常的气固两相流仿真。通过对比Syamlal-O'Brien,Gidaspow,Mckeen和修正的Syamlal-O'Brien曳力模型中Ni基合金粉末输送的模拟结果,发现Mckeen模型得到的粉末流量与实验值相符。利用Mckeen模型,分别对不同沸腾气流量进行计算,其平均的粉末流量也与实验值接近,从而确定了Mckeen曳力模型适用于该类送粉器的数值模拟;并分析了2.6L/min的沸腾气流量下的气体与粉末的流化特性。结果表明,沸腾进气口2对送粉的影响不大,关闭该气流入口也可得到很好的送粉结果。这为激光熔覆送粉器结构改进和优化提供了理论依据。