喷射成形过程中圆锭坯外形生长的数值模拟

通过多次试验后得出雾化喷嘴的雾化特性公式,在此基础上建立了一种模拟喷射成形过程中圆锭坯外形生长的数学模型.该数学模型考虑了喷射成形过程中各种工艺参数,如喷嘴的雾化参数、偏心距离、沉积盘的旋转速度和下拉速度等参数的影响.经过模拟计算,得到了锭坯生长的三维外形尺寸,与实际喷射成形制备的锭坯外形对比,二者吻合很好;采用该模型分析了不同时间下锭坯的轮廓形状、偏心距离以及下拉速度变化后的锭坯轮廓形状.综合分析得出,此数学模型可以预测在不同工艺参数下喷射成形锭坯的外形生长过程.     

喷射沉积过程中气体流场的测定及数值模拟

采用组合式皮托管测量的方法测量了喷射沉积过程中的雾化气体流场,并基于神经网络的方法对流场进行数值模拟,获得了较为精确的雾化气体压力与流场中轴向气体速度之间的关系,实现了对不同气压下气体流场的预测。     

喷射共沉积SiCp／Al复合材料的组织与力学性能

用喷射共沉积技术制备了含３５ｖｏｌ％ＳｉＣ的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料，用扫描电镜观察了这种复合材料沉积态的孔隙和ＳｉＣ颗粒分布。在拉伸实验机上测量了不同工艺条件下制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ的应力－应变曲线，用扫描电镜观察了雾经前先抽真空，再充氮气保护工艺条件下得到的ＳｉＣｐ／Ａｌ经热压后拉伸试样的断口形貌，实验结果表明，沉积态复合材料孔隙数量较少，尺寸较小，ＳｉＣ分布均匀，雾化前抽真空并充氮气，热压均可提     

喷射成型锭坯形状的数值模拟研究

建立了描述喷射成型过程中沉积坯外轮廓动态生长的三维数学模型,该模型考虑了喷射成型过程中各种工艺参数的影响,这些工艺参数包括喷嘴的雾化特性值、偏心距离、沉积盘的旋转速度和下拉速度,在计算后进行数据处理得出了锭坯生长的三维外形轮廓,通过与实际喷射成型设备成形的锭坯对比,两种结果符合较好,并可用此模型来预测不同工艺条件下锭坯的外形生长轮廓。     

喷射成形过程雾化金属颗粒行为的数值模拟

采用CFD软件对喷射成形工艺过程雾化室内金属颗粒的行为进行了模拟,研究了不同雾化压力下、不同粒径的金属颗粒运动轨迹及温度变化情况。模拟结果表明,随着雾化压力的增大,金属颗粒的运动速度明显增加,金属颗粒到达沉积器上的温降更加显著,且颗粒运动轨迹的锥形区域扩散角减小;在相同的雾化压力下,粒径较大的金属颗粒在雾化室内的飞行速度和温降速率明显小于粒径较小的颗粒。     

喷射沉积Si-Al合金的数值模拟结果与分析

采用热辐射修正,模拟了喷射沉积Si-Al合金的凝固过程,研究了熔滴的速度、热交换作用系数、温度、熔滴冷却速度及固相分数与沉积距离的关系,讨论了辐射相修正前后熔滴的温度和固相分数的变化以及雾化压力和沉积距离对固相分数的影响.     

喷射沉积过程的计算模型

模拟了喷射沉积过程中的雾化过程;描述了熔滴在飞行中的动力学过程及凝固的热力学过程;建立了熔滴速度、温度、固相分数等参数与熔体过热度、气流速度之间的计算模型;通过对810℃的液态合金的数值计算,讨论了部分独立参数对该过程的影响.     

喷射成形雾化器结构对流场的影响

采用美国商用流体力学软件(CFD)模拟了喷射成形雾化腔内气体流动状态,分析了四种不同雾化器喷管结构的流场特点。结果表明:在一定的压力和尺寸条件下,汇聚喷管结构的高速射流区域比汇聚发散结构喷管大,对气体加速作用较好;导流管末端气流速度影响抽吸气体流率,从而影响引流效果;和汇聚发散结构相比汇聚结构喷管更适合用于双层雾化器引流结构。     

脱硫废水烟道喷射的数值模拟

以某电厂300 MW燃煤机组为例,对脱硫废水烟道喷射系统进行CFD数值模拟,研究了雾化粒径、烟气温度、烟气流速和喷枪布置方式对液滴蒸发的影响。结果表明:雾化粒径明显影响液滴群蒸发质量百分比和蒸发时间,在较低的烟温下(140℃),需要较小的雾化粒径(≤50μm)才能保证液滴完全蒸发;烟气温度对液滴群蒸发质量百分比和蒸发时间的影响显著,随着烟气温度升高,液滴蒸发速率加快,蒸发时间明显减少;烟气流速对液滴蒸发特性影响不大,随着烟气流速升高,烟气量增大,液滴群蒸发时间会降低,而液滴群蒸发质量百分比变化不大;在烟道同一截面处,不同喷枪布置方式对液滴蒸发影响小。     

喷射成型圆棒生长机制的数值模拟

喷射成型过程中沉积物的生长模型是基于法向表面的增长速度，该模型揭示了过程变量对沉积物形状变化的影响，在喷射过程中，沉积物形状经过一个最初的瞬时区域，最终将达到一种稳定状态，达到稳定状态的条件是收集器的后退速度Ｖ＜ａｃｏｓΦ     

Spray Deposition Behavior and Numerical Simulation of Growth of Tubular Preform in Spray Forming Process

 Analysis on the deposition behavior of spray on deposition surface was made and an optimization method for the movement parameters (u, ω) of substrate was obtained. Simultaneously, a mathematical model of growth of tubular preform, specifically aimed at the kind of atomizer that is fixed and with a tilt angle was established. By integrating the optimization method and the mathematical model, the growth process and shape of preform were simulated. The results show that the tilt angle of atomizer plays an important role on the dimensions and shapes of tubular preforms and it can provide a guidance for the development of spray forming equipment.     

加热温度对工业规模CeCl3喷雾焙烧反应器影响的数值模拟

CeO2颗粒由于具有优异的性能,市场对CeO2颗粒的需求逐年增加。为探究使用在氧化铁颗粒工业化生产的Ruthner型喷淋焙烧反应器生产CeO2颗粒的可能性,结合单液滴失重试验,使用ANSYS Fluent软件,分别探究550、650、750和850 ℃四种不同加热温度对反应器的影响。单液滴失重试验表明,氯化铈和氯化铁、氯化亚铁的热解过程基本一致,使用该型反应器制备CeO2颗粒理论上可行。对小型工业反应器进行等比例建模,研究反应器内部化学反应的具体过程。结果表明550 ℃是最合适的温度,对工业生产具有一定指导意义。     

高温平板水雾冷却换热系数的数值分析

 利用有限元耦合场数值模拟计算方法进行了高温平板纯水喷雾冷却的模拟。研究了射流出口高度、平板表面温度及喷嘴流量对换热系数的影响。模拟结果表明：在其它参数不变的情况下,随着喷射距离（200mm～500mm）的减小,换热系数总体呈增加趋势;随着平板表面温度在（1050K～1200K间）的增加,换热系数总体呈减小趋势;随着射流流量或压力的增加,换热系数呈增加趋势。     

氧化铝回转窑喷雾干燥塔的数值仿真

建立了氧化铝回转窑喷雾干燥塔的3D数值模型,应用CFD商业软件Fluent对其进行仿真计算。分析了塔内部温度、速度的分布及颗粒运动轨道与干燥速率。结果表明,干燥塔温度和速度分布较为合理,干燥带集中发生在中上部;塔内液滴的干燥速度较快,干燥塔的设计能够满足工艺的要求。实际工业应用表明,该工艺不但能降低建筑成本,也能够节约回转窑能耗。