普通大氣等離子噴涂過程的數值分析

胡福勝　魏正英　譚超　趙麗娟　劉伯林　韓志海

摘要：根據普通大氣等離子噴涂的噴槍尺寸和嘖槍結構沿軸線對稱的特點，建立了包含陰、陽固體電極的扇形計算區，用于分析等離子體的流動特性。運用非局域熱平衡方法對電子和重粒子的溫度區別對待，并且考慮了等離子氣體在噴槍內的電離與復合反應，得出了普通等離子噴涂在純氬和氬氫混合氣氛中的等離子氣流溫度、速度場分布，以及噴槍喉部尺寸變化對氣流的影響。模擬結果表明：在加入氫氣之后，噴涂溫度、氣體電離度和內部氣流速度均顯著提高；隨喉部直徑減小等離子氣流速度不斷提高，最后達到超聲速水平，而溫度則隨著喉部直徑的減小而降低，在喉部直徑減小到一定程度后溫度的變化趨緩。

關鍵詞：等離子噴涂；數值分析；噴槍結構；溫度場；速度場