气体雾化过程中涉及颗粒形貌和空心颗粒形成的金属液滴变形和破碎数值模拟

采用考虑液滴冷却和凝固的流体体积(VOF)方法模拟金属液滴在气体雾化过程中的变形和破碎.建立典型粉末形貌和液滴破碎行为之间的相关性,以指导球形粉末颗粒的制备.结果显示,当增加液滴的气动力与黏性力的比值时,球形颗粒的形成得到加强;然而,当减小这个比值时,预期的液滴破碎模型将被改变或仅仅只发生液滴的变形.从空心颗粒的形成和演变过程的数值模拟中观察到几种典型的情况,例如,开放的空心液膜的形成、液膜封闭、气泡的离心和气泡的脱离.通过提高气体速度或液滴温度,实现较高的非平衡拉普拉斯压力或较低的粘性力,促使气泡从液滴内部分离....

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Published in中国有色金属学报（英文版） Vol. 34; no. 7; pp. 2074 - 2094
Main Authors 汪鹏, 黎兴刚, 周香林, 陈志培, 王淼辉, 甘萍, 任晓娜, 余志勇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京科技大学新金属材料国家重点实验,北京 100083 2024
中机新材料研究院(郑州)有限公司,郑州 450001%南方科技大学材料科学与工程系,深圳 518055%北京科技大学新金属材料国家重点实验,北京 100083%北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083%中机新材料研究院(郑州)有限公司,郑州 450001%中国联合重型燃气轮机技术有限公司,北京 100016
Subjects
液滴破碎
droplet breakup
空心颗粒
黏性力
viscous force
颗粒形貌
气体雾化
hollow particle
particle morphology
gas atomization
金属粉末
metal powder
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ISSN1003-6326
DOI10.1016/S1003-6326(24)66526-X

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Summary:采用考虑液滴冷却和凝固的流体体积(VOF)方法模拟金属液滴在气体雾化过程中的变形和破碎.建立典型粉末形貌和液滴破碎行为之间的相关性,以指导球形粉末颗粒的制备.结果显示,当增加液滴的气动力与黏性力的比值时,球形颗粒的形成得到加强;然而,当减小这个比值时,预期的液滴破碎模型将被改变或仅仅只发生液滴的变形.从空心颗粒的形成和演变过程的数值模拟中观察到几种典型的情况,例如,开放的空心液膜的形成、液膜封闭、气泡的离心和气泡的脱离.通过提高气体速度或液滴温度,实现较高的非平衡拉普拉斯压力或较低的粘性力,促使气泡从液滴内部分离.
ISSN:1003-6326
DOI:10.1016/S1003-6326(24)66526-X