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气-固两相流雾化喷嘴的磨损分析

张桂冠; 赵玉刚; 高跃武; 刘波; 孙义 表面技术 2017年第09期

摘要:目的为了解决雾化法磁性磨料制备过程中,雾化喷嘴容易发生冲蚀磨损而无法形成有效流场的问题,分析雾化喷嘴的冲蚀磨损机理,为雾化喷嘴的设计提供理论依据。方法选用A1203硬质磨料颗粒、SiC材料的喷嘴,运用理论分析与计算机模拟(CFD)相结合的方法,探究雾化喷涂冲蚀磨损的机理,并研究雾化压力与最大冲蚀磨损率的关系。结果运用理论分析,得出了雾化喷嘴的冲蚀磨损形式为脆性断裂与微切削两种。运用CFD计算机模拟分析,得出了雾化喷嘴的冲蚀磨损分布图,其冲蚀磨损率随着雾化压力的增加而增加。当雾化压力为3MPa时,雾化喷嘴的最大冲蚀磨损率达到了5.3×10^-7kg/(m2·s);当雾化压力为5MPa时,雾化喷嘴的最大冲蚀磨损率达到了1.3×10^-6kg/(m^2·s),较3MPa时增加了59%。结论可以采取将硬质磨料注入与雾化工序分离的方法来改进雾化喷嘴的结构,从而减少在制备磁性磨料过程中硬质磨料颗粒对雾化喷嘴内壁的冲蚀磨损。

关键词:雾化法雾化喷嘴冲蚀磨损数值模拟磁性磨料

单位:山东理工大学精密制造与特种加工山东省重点实验室; 山东淄博255049

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