高效能超音速喷枪内等离子喷涂三维数值分析

胡福胜¹，魏正英¹，刘伯林^1,2，杜军¹，谭超¹，韩志海³

1. 西安交通大学机械工程学院2. 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所3. 西安交通大学材料科学与工程学院

摘 要：基于新开发的内送粉高效能超音速等离子体喷枪,本文建立内送粉全三维计算模型,利用数值方法、氩等离子体的性质、枪内工作等离子体的电离与复合反应等研究喷枪内外部多物理场下的高温高速等离子体气流特性.从得到的计算结果可以看出,喷枪内部的高温区主要在阴极附近,且呈现出三维不对称分布,内送粉结构的喷枪使得主气在经过送粉口后中心最高温度偏离轴线1 mm左右,而气流的速度分布也受内送粉气流的影响使其偏离中心轴线并在喷枪口外出现较强的速度梯度.从喷枪内的氩离子分布可以看出,从送粉口加入的粉末颗粒有带电的可能.

关键词：热喷涂;内送粉;多物理场;数值分析;等离子体;