同轴送粉喷嘴气固两相流流场的数值模拟

摘要：在激光金属直接制造过程中，为获得较小特征尺寸和组织致密的熔覆零件，采用气固两相流理论对载气式同轴送粉喷嘴的内外流场进行了数值模拟，应用FLUENT软件中的离散相模型计算了粉末的流场浓度分布规律及汇聚特性。计算结果表明，同轴送粉喷嘴的焦点浓度在径向和轴向都近似服从高斯分布，在同轴送粉喷嘴锥角不变时，锥环间隙越小，粉末流场焦点处的浓度越大，聚焦半径和焦距越小，汇聚特性就越好。在同轴送粉喷嘴锥环间隙不变时，锥角过大或过小均不利于粉末汇聚，选择最佳锥角有利于获得最佳汇聚特性。在其他条件不变时，外层保护气体流速过大或过小也不利于粉末汇聚，当外层保护气体流速为6m/s时，同轴送粉喷嘴粉末的汇聚特性最佳。因此，所建模型和模拟结果对同轴送粉喷嘴的设计和结构优化具有参考价值。

关键词：激光金属直接制造；同轴送粉；气固两相流；数值模拟

中图分类号：TN248；TH16　文献标志码：A　文章编号：0253—987X(2008)09—1169—05

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