收藏本站
《北京有色金属研究总院》 2014年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

四种雾化介质对气雾化流场影响的模拟及实验研究

付军华  
【摘要】:气雾化制粉技术可以制备多种球形金属或合金粉末,并且粉末具有球形度高、氧含量低以及冷却速率大等特点。然而,该技术本身是一个多相流相互耦合作用的复杂过程,同时关于不同雾化介质在气雾化过程中对粉末性能影响的研究较少。本文采用计算流体动力学(CFD)方法,利用FLUENT软件模拟了氩气、空气、氮气、氦气四种雾化介质超音速气雾化的单相、气-熔体两相流场结构,对不同雾化介质对气雾化流场的影响进行了系统性的研究,并结合模拟结果进行了气雾化制备A13Ni合金粉末实验。研究发现: 四种雾化介质单相气雾化流场中氩气、空气、氮气、氦气的最大速度分别为535.19m/s、705.74m/s、711.92m/s、1704.22m/s;流场温度分布与气流速度分布结构趋于一致,最低温度分别为24.96K、52.59K、60.75K、20.43K;在相同雾化气体压力条件下,导液管顶端抽吸压强△P分别为-90.26KPa、-75.49KPa、-71.25KPa、-50.85KPa;导液管顶端径向分布的静压强存在一个压力梯度。 在气-熔体两相流场模拟结果中发现,引入金属熔体后,流场内有效雾化区减小。氩气、空气、氮气、氦气-熔体流场最大速度分别为459.13m/s、624.07m/s、632.78m/s、1563.63m/s;雾化流场内熔体进入气-熔体作用区的距离分别为2mm、22mm、25mm与10mm。模拟结果还显示,金属熔体自导液管流出后,液面呈现由凹面到凸面的转变。此外,气-熔体三维流场模拟结果直观的展示了雾化过程熔滴的变化趋势。 采用四种雾化介质制备了Al3Ni合金粉末,结果表明,氦气雾化所得粉末粒径最小,粉末平均粒径D50约为19.13μm,且粒度分布呈单峰分布。氩气、氮气、空气雾化粉末呈双峰分布,D50分别为38.25μm、36.42μm、40.32μm、四种气体雾化粉末金相组织均由Al3Ni相、AI3Ni2相和Al基体相组成。空气、氩气、氮气、氦气雾化的粉末表面形貌及球形度依次变好。对粉末XRD图谱进行分析,发现雾化介质由空气→氮气→氩气→氦气时,其衍射图谱的2θ值逐渐变大,粉末晶面间距逐渐减小。
【学位授予单位】:北京有色金属研究总院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TF123.112

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁荣;党新安;赵小娟;;超声波雾化喷嘴的设计[J];上海有色金属;2006年04期
2 麻润海,李福燕;药芯焊丝用高质量球形Ni粉的研制[J];焊接;1999年04期
3 王滨,金家敏;超声气雾化快冷制粉技术原理探讨[J];上海有色金属;1994年04期
4 张习敏;马自力;徐骏;郭宏;徐柱天;石力开;;气雾化FeNi粉末触媒及合成金刚石的特性[J];超硬材料工程;2005年06期
5 刘娜;;Ti6Al4V粉末及其制品的研究进展[J];材料导报;2010年05期
6 梁荣;党新安;杨立军;刘星辉;赵小娟;;一种新型的微细金属粉末气雾化喷嘴的设计[J];硬质合金;2006年03期
7 董亭义;杨滨;何建平;张勇;;气雾化和喷射成形制备大尺寸La_(62)Al_(15.7)(Cu,Ni)_(22.3)非晶合金[J];金属学报;2008年06期
8 刘辛;骆接文;谢焕文;蔡一湘;;惰性气体雾化法制备TiAl_3粉末的特性[J];中国有色金属学报;2010年S1期
9 闫来成;卢广锋;孟令兵;金成海;;粉末冶金高速钢的组织和性能研究[J];粉末冶金工业;2011年03期
10 刘学晖,徐广;惰性气体雾化法制取钛和钛合金粉末[J];粉末冶金工业;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁建国;李京社;杨振国;何庆文;;系统思考解决水气喷嘴堵塞问题[A];冶金研究中心2005年“冶金工程科学论坛”论文集[C];2005年
2 经海;张曙光;郭宏;马自力;杨博;张少明;石力开;;快速凝固气雾化储氢合金的后处理研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
3 毛利权;柏文超;;应用气雾化法制PdNiAgCrMo钎料[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
4 田玉亮;许根国;肖宁;朱成材;杨晓剑;任先京;胡墩芫;;Ta元素在雾化过程中的损失[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
5 刘娜;李周;袁华;许文勇;张勇;张国庆;;气雾化TiAl合金粉末的制备及表征[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
6 张永辉;邵诚;;铝粉氮气雾化生产过程集成优化控制研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 柏文超;李明利;许平;;应用气雾化法试制PdNiAgCrMo钎料[A];第九次全国焊接会议论文集(第1册)[C];1999年
8 史玉升;李瑞迪;章文献;刘锦辉;;不锈钢粉末的选择性激光熔化快速成形工艺研究[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
9 陈东;王兵;唐逾;;等离子喷涂用打底层粉末生产工艺研究[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
10 臧若愚;张国庆;曲选辉;尹海清;;航空材料GH742Y合金注射成形工艺研究[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 王红军 邢英俊;铜及铜合金粉项目进展顺利[N];中国有色金属报;2007年
2 徐剑峰 赵刚;双流体烟气喷雾系统马钢1000m~(2)高炉煤气冷却系统中的应用[N];世界金属导报;2007年
3 王迪编译;AMUSE:基因组排序的好工具[N];医药经济报;2005年
4 唐林;攀钢自主研发成功含钒喷熔新材料[N];中国冶金报;2006年
5 李洪庆 董立忠;嫩江农场力驱薯业“倍增快车”[N];黑龙江经济报;2008年
6 华南农业大学 许家强;珍禽的饲养与疾病防治[N];广东科技报;2001年
7 国金;锡业股份:三大竞争优势注定成为行业龙头[N];中国有色金属报;2007年
8 熊柏青 张永安;喷射成形技术及应用开发研究[N];中国有色金属报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨敏;气雾化铁—碳系合金粉体组织演化及其形成研究[D];上海大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 付军华;四种雾化介质对气雾化流场影响的模拟及实验研究[D];北京有色金属研究总院;2014年
2 朱建勇;BNi2钎料粉末研制[D];中南大学;2005年
3 常政刚;氮气雾化制备铝粉的工业化生产技术开发[D];华东理工大学;2013年
4 李述;均匀合金颗粒的制备及雾化液滴的凝固行为模拟[D];天津大学;2007年
5 张维涛;双级耦合雾化法制备合金粉末的研究[D];兰州理工大学;2013年
6 刘同帮;喷射成形气源振荡雾化技术的研究[D];沈阳工业大学;2011年
7 郭薇;粉末冶金铁基高温合金组织及力学性能研究[D];中南大学;2012年
8 郭屹宾;紧耦合雾化喷嘴的反压和微细粉末的制备研究[D];中南大学;2009年
9 陈年莲;T15粉末高速钢制备及组织和性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
10 毛新华;掺钛的铁硅系磁粉芯的制备及其性能研究[D];中南大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026