基于CFD技术的超音速喷嘴两相流破碎机制研究

作     者：朱玲玲 吴建军 刘明翔 隋大山 崔振山 ZHU Lingling;WU Jianjun;LIU Mingxiang;SUI Dashan;CUI Zhenshan

作者机构：上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形系上海200030 

出 版 物：《粉末冶金材料科学与工程》 (Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy)

年 卷 期：2018年第23卷第3期

页      面：229-237页

学科分类：08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51675335) 

主　　题：喷射成形 CFD 超音速喷嘴 两相流 破碎机制 

摘      要：采用CFD(computational fluid dynamics,计算流体力学)软件系统研究超音速气雾化喷嘴两相流的雾化过程。利用VOF(volume of fluid,流体体积)函数两相流模型模拟验证金属液不同质量流率下的2种初级破碎模式,并研究雾化压力和液体表面张力对金属液初级破碎过程的影响。模拟结果表明:金属液质量流率较小(0.053 kg/s)时,初级破碎模式为液膜破碎,金属液质量流率较大(0.265 kg/s)时,初级破碎模式为微型喷泉破碎;随雾化压力从0.5 MPa增加到1.5 MPa,初级破碎程度加剧,但雾化压力过高反而会削弱雾化效果;将金属液表面张力由1.2 N/m降至0.4 N/m,初级破碎时能够获得尺寸更细小的液滴,通过随后的二次破碎形成更加均匀细小的液滴,从而获得高质量的沉积锭。