罗 静，曾国辉a,，李丙乾a,

(重庆理工大学 a.汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室；b.机械工程学院，重庆 400054)



基于FLUENT的喷嘴孔型两相流场模拟分析

罗 静b，曾国辉a,b，李丙乾a,b

(重庆理工大学 a.汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室；b.机械工程学院，重庆 400054)

针对三种喷嘴孔进行了气固两相流场数值模拟，通过定量的结论来指导喷嘴的选用。基于计算流体力学的方法，建立了欧拉-拉格朗日两相流数值模型，对比分析了气固两相流场的静压，速度的分布以及喷嘴冲蚀磨损的特点。对比发现：气体在流线型和文丘里型喷嘴中膨胀比较充分，收缩型喷嘴对磨料加速性能差，流线型喷嘴性能较好，清理效果佳但不易加工，因此文丘里型喷嘴性价比最高。喷嘴收缩段的冲蚀磨损严重，根据该特点采用梯度功能模型设计抗磨损强的材料，以提高喷嘴整体的耐用度。

气动喷丸；喷嘴；两相流场；冲蚀磨损；数值模拟

0 引言

气动喷丸清理是以适当压力的压缩空气为动力，使磨料经过喷嘴加速后喷射到待处理的工件表面，将工件表面的氧化皮，锈斑，污垢等清除，从而达到工件表面清理的目的，广泛地应用于钢结构件涂覆涂层的表面预处理、机械零件的强化、精饰、蚀刻等领域[1]。喷嘴是气动喷丸系统的核心零件之一，其作用是改变气固两相流体的运动和动力特性。合适的喷嘴孔型能使磨料获得很高的速度，提高清理效率、降低清理成本。因此，当喷射压力一定时，有必要研究喷嘴的孔型来获得更好的喷丸清理效果,但是依靠试验测试的方法很难详尽的观察和测量气流和弹丸速度和压力的变化，特别是在喷嘴内部，这对喷嘴的设计和优化带来了困难。……