氣動噴丸清理的數值分析及試驗研究.pdf

1、氣動噴丸清理因其成本低、效率高、質量好等諸多優(yōu)點，廣泛地應用于航天航空、汽車、機械、化工、石油、船舶等行業(yè)，在材料保護和表面工程中發(fā)揮著重要作用。然而，現(xiàn)在工業(yè)噴丸清理技術缺乏深入地效率分析和噴嘴結構優(yōu)化，工藝參數選取主要憑經驗，隨意性大，缺乏理論指導和試驗優(yōu)化。本文采用CFD的方法研究噴嘴流場分布特性及壁面的沖蝕特點，通過清理試驗優(yōu)化噴丸清理工藝參數，為氣動噴丸噴嘴結構設計和噴丸工藝參數的選擇提供了理論依據。
　　首先，應用Fl

2、uent軟件，采用Standard k～ε模型對不同類型噴嘴進行氣固兩相流場模擬仿真，深入研究收縮型、文丘里型和流線型噴嘴內流場及外流場的流場特性，獲得了射流壓力、速度以及磨料發(fā)散分布的規(guī)律。研究表明，文丘里型噴嘴發(fā)散性較好，加工成本低。綜合考慮，選用文丘里型噴嘴進行噴丸清理性價比較高。
　　其次，通過改變噴嘴的結構參數，對文丘里型噴嘴進行氣固兩相流場模擬仿真，獲得了不同參數下氣體和顆粒的速度場及顆粒的運動軌跡。分析比較得出：收縮

3、角α=30°，擴散角β=7°，噴嘴出口直徑與通徑之比為1.7左右的文丘里型噴嘴清理效果較好，進而優(yōu)化了噴嘴結構。
　　然后，利用優(yōu)化后的文丘里型噴嘴對壁面進行氣固兩相沖擊流場的仿真研究，得出了不同噴射壓力和噴射距離的氣體對流場加速的影響，以及不同噴丸工藝參數對垂直壁面沖蝕的影響。研究表明：壁面離噴嘴出口距離在小于100mm，磨料直徑為0.5mm左右，平均沖蝕率較好，噴丸清理效率較高。
　　最后，對噴漆鋼板進行噴丸清理試驗，通