超音速火焰喷涂简化数学模型及其应用

应用燃料燃烧理论、气体动力学和两相流原理,建立了超音速火焰喷涂焰流特性和粒子加速、加热行为的简化模型,并在计算机上进行了数值求解。研究了气、油质量比(空气过剩系数)对燃烧室焰流温度及相关参数的影响。结果表明,随着气、油质量比的增大,燃烧室焰流温度明显降低,因此气、油质量比不宜过大。另外,预热助燃气体是提高燃烧室焰流温度的重要措施。燃烧室焰流压力越快,焰流出枪速度越大,但焰流出枪温度越低。喷涂WC-Co系合金时,合理的燃烧室焰流压力约为0.6MPa。粒子出枪后,粒子速度和温度均先增大后降低,因此存在一个合理的喷涂距离。针对所研究的条件,合理的喷涂距离约为0.1m。