基于拉瓦尔管的气液两相流雾化规律研究

基于拉瓦尔管设计了一种雾化喷管,使天然气产生超音速流动,把液流剪切破碎成小液滴,降低了气液相截面密度和流动阻力.采用数值仿真软件Fluent模拟了喷管内部气液相流动的微观形态和内部流场规律,分析了气相压力、液流速度、喷孔直径和液相喷孔数量对雾化颗粒分布规律和雾化效果的影响.研究得出在303975 Pa的气相压力下液流喷射深度为0.9112 mm,散射宽度为1.2013 mm,雾化效果较好;气相压力增大至1013250 Pa时,雾化颗粒贴近壁面,喷射深度为0.3041 mm,散射宽度为0.3650 mm,雾化效果变差.液流速度增加,雾化效果增强;喷孔直径增大,喷射深度增加,喷孔直径为1.2 mm时,散射宽度有极大值2.3562 mm,雾化效果最好.使用双喷孔结构,雾化颗粒直径分布均匀,近似于正态分布,雾化颗粒直径减小,雾化效果增强.通过改变工况参数,可提高携液率和排采质量.

增材制造用球形TiAl合金粉末制备工艺研究

以TiAl合金块为原料,利用水冷铜坩埚真空感应熔炼气雾化技术制粉,通过对导流系统和雾化器的优化改进,制备出氧含量低、细粉收率高的球形TiAl合金粉末。结果表明,将导热性好的石墨导流基座和耐冲刷的BN材质陶瓷导流内芯配合使用,既可以保证导流管加热,也可以有效阻止金属熔液的冲刷;螺旋喷管雾化器使雾化点下移,回流区位置远离导流管出口,解决了液柱反流的问题。螺旋分布管能够有效约束雾化气体,动能损失小,能够显著提高细粉收率达20%以上。实验制备的球形TiAl合金粉末流动性为27.7[s·(50 g)^(‒1)],球形度>90%,粉末氧增量小,适用于3D打印和注射成型工艺用粉。