检索结果-内蒙古大学图书馆

水力发电学报 2024年第11期43卷 103-113页

作者：张自超常凤祥李嘉兴赵三亚李延频华北水利水电大学工程训练中心郑州450045 华北水利水电大学能源与动力工程学院郑州450045

黄河沿岸水流含有大量悬移质泥沙颗粒,极易对水轮机过流部件造成泥沙磨损。选择合适的磨损模型计算磨损深度具有重要意义。本研究采用四种磨损模型,在两种颗粒直径和两种流速条件下,对直角弯管固液两相流场进行数值模拟。通过对比计算... 详细信息

黄河沿岸水流含有大量悬移质泥沙颗粒,极易对水轮机过流部件造成泥沙磨损。选择合适的磨损模型计算磨损深度具有重要意义。本研究采用四种磨损模型,在两种颗粒直径和两种流速条件下,对直角弯管固液两相流场进行数值模拟。通过对比计算所得的磨损深度与实验值,筛选出适用于黄河沿岸悬移质颗粒的磨损模型。结果表明:磨损区域主要位于上下游管道连接位置及下游圆周向90°、270°位置,大颗粒直径90°~270°磨损更加明显;综合来看,Tusla和Oka模型计算精度更高。大颗粒直径推荐使用Oka模型进行计算,其在兼顾计算精度的前提下,又因其模型中考虑了颗粒直径;小颗粒直径条件,推荐使用计算精度最高的Tusla模型来计算小颗粒磨损问题。本研究可为黄河沿岸水电站的固相两相流泥沙磨损计算提供模型选择参考。

关键词：固液两相流磨损模型相对磨损深度悬移质颗粒颗粒撞击速度颗粒撞击角度

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真空冷喷涂铜颗粒加速特性数值研究

引用

表面技术 2013年第1期42卷 5-8页

作者：郑建新金耀辉刘传绍河南理工大学焦作454003

基于Fluent气固两相流数值模拟,研究真空冷喷涂铜颗粒的加速特性,分析了环境压力、喷涂距离、入口总温和颗粒粒径等参数对真空环境下颗粒撞击速度的影响。结果表明:环境压力是决定颗粒撞击速度的关键因素,随环境压力的变化,小直径颗粒(d... 详细信息

基于Fluent气固两相流数值模拟,研究真空冷喷涂铜颗粒的加速特性,分析了环境压力、喷涂距离、入口总温和颗粒粒径等参数对真空环境下颗粒撞击速度的影响。结果表明:环境压力是决定颗粒撞击速度的关键因素,随环境压力的变化,小直径颗粒(dp≤1μm)撞击速度的变化曲线呈抛物线状态,但大直径颗粒无显著变化;采用合适的喷涂距离,才能获得最大的颗粒撞击速度;增加入口总温可提高小直径颗粒的撞击速度,但对大直径颗粒无明显加速效果;真空冷喷涂颗粒的尺寸可从微米级减小至亚微米级,但过小的颗粒仍难达到足够高的撞击速度。

关键词：真空冷喷涂加速特性颗粒撞击速度气固两相流数值模拟

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电场辅助真空冷喷涂纳米颗粒加速特性研究

电场辅助真空冷喷涂纳米颗粒加速特性研究

引用

作者：郝婉君河南理工大学

学位级别：硕士

电场辅助真空冷喷涂技术是基于真空冷喷涂技术和电场辅助冷喷涂技术而提出的一项新的表面工程技术,旨在解决因基板前弓形激波的影响造成在传统冷喷涂环境下纳米颗粒难以实现有效沉积的技术难题。本文以空气为载气、以Cu颗粒为喷涂颗粒,... 详细信息

电场辅助真空冷喷涂技术是基于真空冷喷涂技术和电场辅助冷喷涂技术而提出的一项新的表面工程技术,旨在解决因基板前弓形激波的影响造成在传统冷喷涂环境下纳米颗粒难以实现有效沉积的技术难题。本文以空气为载气、以Cu颗粒为喷涂颗粒,以临界速度500 m/s为依据,用数值分析方法对影响电场辅助真空冷喷涂纳米颗粒撞击速度的因素进行了研究与探索。主要研究内容如下:首先研究电场辅助冷喷涂下进气压力、颗粒粒径及电场对颗粒撞击速度的影响。研究结果表明,进气压力过大或过小对于颗粒运动均不利,针对特定的喷涂系统需选用最佳进气压力;电场辅助冷喷涂下喷涂颗粒最佳粒径范围为dp≤0.15μm;电场力对喷管内部颗粒运动无影响,在射流区域内对带电颗粒起到加速作用。然后研究真空冷喷涂时真空度(环境压力)、喷涂距离及粒径对颗粒撞击速度的影响。研究结果表明,环境压力对颗粒撞击速度的影响与进气压力相反;喷涂距离过小会引起强烈的板前弓形激波;真空冷喷涂下喷涂颗粒最佳粒径范围为0.8μm≤dp≤1μm。最后研究电场辅助真空冷喷涂时颗粒电荷量、基板电压、喷涂距离对颗粒撞击速度的影响,并进一步探讨了常温常压下以空气为载气是否可以实现纳米颗粒有效沉积。结果表明:通过提高颗粒电荷量或基板电压可实现微米级以下颗粒(dp≤1μm)有效沉积;喷涂距离对电场辅助真空冷喷涂的影响规律与真空冷喷涂相同;常温常压下可通过降低真空度、提高颗粒电荷量或基板电压实现纳米颗粒有效沉积。以上研究成果表明,本文提出的电场辅助真空冷喷涂技术在常温常压下采用空气作为载气就可对纳米级和亚微米级颗粒实现有效喷涂。该技术扩大了喷涂粒径范围,降低了喷涂成本,值得推广应用。

关键词：电场辅助真空冷喷涂纳米颗粒颗粒撞击速度加速特性

来源：评论

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真空冷喷涂气固两相流数值分析

真空冷喷涂气固两相流数值分析

引用

作者：金耀辉河南理工大学

学位级别：硕士

在冷喷涂过程中，颗粒撞击速度是影响颗粒沉积的关键因素，但受基板前激波影响，传统冷喷涂（常压环境）工艺中亚微米颗粒很难实现有效沉积或沉积效率很低。针对这一问题，本文结合传统冷喷涂原理及亚微米颗粒在高速气流中的加速行为，... 详细信息

在冷喷涂过程中，颗粒撞击速度是影响颗粒沉积的关键因素，但受基板前激波影响，传统冷喷涂（常压环境）工艺中亚微米颗粒很难实现有效沉积或沉积效率很低。针对这一问题，本文结合传统冷喷涂原理及亚微米颗粒在高速气流中的加速行为，对真空环境下影响亚微米颗粒撞击速度的因素进行了探讨与研究。具体而言，主要开展了如下研究：采用数值分析的方法研究了喷涂距离、颗粒直径及密度等参数对常压环境下颗粒撞击速度的影响。结果表明：以临界沉积速度500m/s为依据，以Air为加速气体，在入口压力、温度为33.67atm、600K，喷涂距离为25mm的条件下Cu颗粒最佳尺寸范围为0.8～15μm。针对真空环境下影响亚微米颗粒撞击速度的环境压力（喷涂室内压力）、喷涂距离和温度等主要参数展开研究。结果表明：环境压力是决定亚微米颗粒撞击速度大小的关键因素。在入口压力、温度为5atm、600K，喷涂距离为25mm的条件下，环境压力由1atm降低到0.1atm的过程中，亚微米颗粒撞击速度逐步提高，进一步降低环境压力，亚微米颗粒撞击速度有小幅度增加。真空环境（入口压力、温度分别为5atm、600K，环境压力为0.1atm，喷涂距离为25mm）下0.2～1μm Cu颗粒撞击速度远大于常压环境（入口压力、温度分别为33.67atm、600K，环境压力为1atm，喷涂距离为25mm）下颗粒撞击速度。增大入口温度在一定程度上提高亚微米颗粒撞击速度。真空环境（入口压力、温度分别为5atm、600K，环境压力为0.1atm，喷涂距离为25mm）下，Cu颗粒最佳尺寸范围为0.4～5μm。考虑喷管壁面厚度，对真空环境下气体与喷管壁面传热过程进行了模拟，研究了喷管壁面温度分布情况，分析了不同材料喷管下颗粒撞击速度变化原因。结果表明：喷管壁面温度由内向外逐渐降低，温度最高点处于喷管喉部。喷管材料导热率越低，亚微米颗粒撞击速度越高。本研究成果可为亚微米级涂层的制备提供理论指导。

关键词：真空冷喷涂气固两相流颗粒撞击速度环境压力数值分析

来源：评论

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