雙層霧化器流場的模擬研究

劉 楊， 李 周， 張國慶， 許文勇，袁 華， 劉 娜， 鄭 亮， MI J

(1.北京航空材料研究院先進高溫結構材料重點實驗室,北京100095；2.北京航空材料研究院3D打印研究與工程技術中心,北京100095；3.School of Engineering,University of Hull,Hull UK)

雙層霧化器流場的模擬研究

劉 楊1，2， 李 周1，2， 張國慶1， 許文勇1，2，袁 華1，2， 劉 娜1，2， 鄭 亮1，2， MI J3

(1.北京航空材料研究院先進高溫結構材料重點實驗室,北京100095；2.北京航空材料研究院3D打印研究與工程技術中心,北京100095；3.School of Engineering,University of Hull,Hull UK)

采用數值模擬的方法對一種低壓雙層霧化器(Double Layer Atomizer)氣流場和霧化過程進行了研究,分析了上層霧化器對氣流循環區域以及金屬液流霧化的影響。結果表明：上層霧化器的引入能有效抑制氣流循環區域的不良影響,有利于金屬液流的穩定流動；考慮到上層霧化器壓力的增大會引起氣流循環區域壓力的增大以及流量的增加,選擇0.15MPa/0.68MPa～0.2MPa/0.68MPa的壓力條件較為有利；該雙層霧化器液流破碎過程存在一定的類似于緊密耦合式霧化器(Close-Coup led Atomizer)的膜狀破碎方式,破碎液滴在空間飛行發散范圍和其粒徑大小有關。

雙層霧化器；數值模擬；氣流循環區域；液流破碎

航空用粉末盤件對高溫合金粉末的粒度、純凈度以及球形度等有嚴格的要求,目前主要采用氣體霧化制粉工藝來獲得滿足要求的高溫合金粉末。氣體霧化制粉過程包含液流的破碎和液滴飛行凝固兩個階段,其中液流的破碎階段決定著最終粉末的形態和分布,而霧化器是控制該階段的核心部件［1,2］。本工作研究的雙層霧化器屬于自由降落式霧化器結構……