羟基磷灰石粉体喷涂气固两相流数值模拟.PDF

第4卷 第8期 582 中国科技论文在线 Sciencepaper Online 2009 年 8 月 羟基磷灰石粉体喷涂气固两相流数值模拟 张文涛，张 雷 （吉林大学机械科学与工程学院，长春 130025 ） 摘 要：提出在常温下利用粉体气射流喷射制备羟基磷灰石涂层，通过建立喷涂气固两相流流场二维对称模型， 用有限体积法对拉瓦尔喷嘴的内外流场进行数值分析，模拟不同喷涂距离、喷嘴出口半径、喷嘴喉部半径和入 口压强对气固两相流场中气相轴线速度和颗粒速度的影响，为喷嘴结构和喷涂过程的优化打下基础。 关键词：粉体喷涂；拉瓦尔喷嘴；气固两相流；数值模拟 中图分类号：TB44 文献标识码：A 文章编号：1673－7180(2009)08 －0582 －5 Numerical simulation of gas-particle two phase flow in hydroxyapatite powder spraying process Zhang Wentao ，Zhang Lei (College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130025, China) Abstract: An approach to fabricate the hydroxyapatite coatings by powder spraying at normal temperature. In this paper is proposes, through establishing two-dimensional symmetric model, numerical analysis of gas-particle two phase flow is carried out by finite volume method. The effect of different spraying distance, nozzle exit radius, nozzle thoat radius and pressure on the gas axis-velocity and particle velocity is investigated. The simulation results will benefit optimal design of nozzle and spraying process. Key words: powder spraying ；Laval nozzle ；gas-particle two phase flow ；numerical simulation 相变产物、方法简单、成本低等诸多优点。 0 引 言 国内外很多学者开展了冷喷涂气固两相流流场分 羟基磷灰石涂层作为生物医用涂层有着广泛的应 析研究[1-2]。Jen 等考虑基板对流场的影响，建立气固两 用，其制备方法主要是热喷涂方法和化学、电化学方法。 相流二维模型分析了激波产生对运动粒子的影响，同时 热喷涂方法造成涂层材料在高温下产生相变，化学、电 分析了喷涂速度的影响因素[3] ；Gartner 等对冷喷涂的工 化学方法需要对反应条件和反应时间严格控制，制备时 艺过程以及潜在的工业应用进行了分析，同时对喷嘴进