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喷嘴参数对射流电沉积区域流场的影响

韩红江 李勇峰 杨宗举 冷昊远 张宸铭 刘孟宇

韩红江, 李勇峰, 杨宗举, 冷昊远, 张宸铭, 刘孟宇. 喷嘴参数对射流电沉积区域流场的影响[J]. 制造技术与机床, 2022, (4): 57-62. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.008
引用本文: 韩红江, 李勇峰, 杨宗举, 冷昊远, 张宸铭, 刘孟宇. 喷嘴参数对射流电沉积区域流场的影响[J]. 制造技术与机床, 2022, (4): 57-62. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.008
HAN Hongjiang, LI Yongfeng, YANG Zongju, LENG Haoyuan, ZHANG Chenming, LIU Mengyu. Influence of nozzle parameters on flow field in jet electrodeposition region[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (4): 57-62. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.008
Citation: HAN Hongjiang, LI Yongfeng, YANG Zongju, LENG Haoyuan, ZHANG Chenming, LIU Mengyu. Influence of nozzle parameters on flow field in jet electrodeposition region[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (4): 57-62. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.008

喷嘴参数对射流电沉积区域流场的影响

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.04.008
基金项目: 河南省高校科技创新团队项目(20IRTSTHN016);河南省高校青年骨干教师项目(2018GGJ113);新乡市科技攻关项目(GG2019010);河南省留学人员科技活动项目择优资助项目(豫人社办函[2021]36号)
详细信息
    作者简介:

    韩红江,男,1997年生,硕士,研究方向为表面工程与再制造技术。E-mail:1908759274@qq.com

    通讯作者:

    李勇峰,男,1979年生,博士,副教授,副院长,研究方向为先进制造技术、先进材料制备与表面防护技术、表面强化及再制造关键技术。发表论文60余篇,河南省优秀青年科技专家,河南省教育技术装备和实践教育专家,河南省教育厅学术技术带头人。E-mail:lyf16816800@163.com

  • 中图分类号: TG664

Influence of nozzle parameters on flow field in jet electrodeposition region

  • 摘要: 针对采用射流电沉积加工精度不高,沉积面积不易控制,沉积层均匀性差等问题,分析了长孔形射流喷嘴参数对沉积区域及沉积轮廓的影响。通过建立系统流体动力学模型,研究了长孔形喷嘴截面倾斜角度及喷嘴腔体长度对沉积区域流场的影响,探讨了在电场流场耦合作用下沉积层的轮廓分布状况。仿真结果表明,随着喷嘴截面倾斜角度由30°~70°不断增大,喷嘴出口处沉积液的定域范围可以缩小3 mm左右,定域性明显提高;而随着喷嘴腔体长度由40~80 mm增长,流体速度、压力和定域性的变化不大;沉积层厚度在喷嘴正下方区域最大,然后由中心向两边逐渐对称变薄。根据仿真参数加工出喷嘴并通过实验验证,实验结果与仿真结果基本吻合。

     

  • 图  1  射流电沉积原理图

    图  2  喷嘴的几何模型

    1—阳极板; 2—气液分界线; 3—沉积液; 4—喷嘴口。

    图  3  喷嘴几何模型网格划分图

    图  4  不同角度下沉积区域流体速度云图

    图  5  喷嘴截面角度为70°时沉积区域的压力分布云图

    图  6  喷嘴截面角度对定域性的影响

    图  7  喷嘴长度对定域性的影响

    图  8  流场电场耦合作用下沉积层轮廓图

    图  9  扫描速度为0时下沉积层表面及截面轮廓图

    图  10  扫描速度为600 mm/min时下沉积层表面及截面轮廓图

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  • 收稿日期:  2021-08-17

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