真空冷喷涂铜颗粒加速特性数值研究

基于Fluent气固两相流数值模拟,研究真空冷喷涂铜颗粒的加速特性,分析了环境压力、喷涂距离、入口总温和颗粒粒径等参数对真空环境下颗粒撞击速度的影响。结果表明:环境压力是决定颗粒撞击速度的关键因素,随环境压力的变化,小直径颗粒(dp≤1μm)撞击速度的变化曲线呈抛物线状态,但大直径颗粒无显著变化;采用合适的喷涂距离,才能获得最大的颗粒撞击速度;增加入口总温可提高小直径颗粒的撞击速度,但对大直径颗粒无明显加速效果;真空冷喷涂颗粒的尺寸可从微米级减小至亚微米级,但过小的颗粒仍难达到足够高的撞击速度。

磨损模型对固液两相流泥沙磨损计算影响

黄河沿岸水流含有大量悬移质泥沙颗粒,极易对水轮机过流部件造成泥沙磨损。选择合适的磨损模型计算磨损深度具有重要意义。本研究采用四种磨损模型,在两种颗粒直径和两种流速条件下,对直角弯管固液两相流场进行数值模拟。通过对比计算所得的磨损深度与实验值,筛选出适用于黄河沿岸悬移质颗粒的磨损模型。结果表明:磨损区域主要位于上下游管道连接位置及下游圆周向90°、270°位置,大颗粒直径90°~270°磨损更加明显;综合来看,Tusla和Oka模型计算精度更高。大颗粒直径推荐使用Oka模型进行计算,其在兼顾计算精度的前提下,又因其模型中考虑了颗粒直径;小颗粒直径条件,推荐使用计算精度最高的Tusla模型来计算小颗粒磨损问题。本研究可为黄河沿岸水电站的固相两相流泥沙磨损计算提供模型选择参考。