Computational simulation of liquid-fuelled HVOF thermal spraying

热喷涂 材料科学 燃烧 湍流 燃烧室 机械 喷嘴 喷嘴 计算流体力学 流量(数学) 燃油喷射 机械工程 复合材料 工程类 化学 物理 有机化学 涂层
作者
H. Tabbara,Sai Gu
出处
期刊:Surface & Coatings Technology [Elsevier]
卷期号:204 (5): 676-684 被引量:45
标识
DOI:10.1016/j.surfcoat.2009.09.005
摘要

Liquid-fuelled high-velocity oxygen–fuel (HVOF) thermal spraying systems are gaining more attentions due to their advantage of producing denser coatings in comparison to their gas-fuelled counterparts. The flow through a HVOF gun is characterized by a complex array of thermodynamic phenomena involving combustion, turbulence and compressible flow. Advanced computational models have been developed to gain insight to the thermochemical processes of thermal spraying, however little work has been reported for the liquid-fuelled systems. This investigation employs a commercial finite volume CFD code to simulate the flow field through the most widely used liquid-fuel HVOF gun, JP5000 (Praxair, US). By combining numerical combustion and discrete phase models the turbulent spray flame is captured and the development of supersonic gas flow is revealed. The flow field is thoroughly examined by adjusting the nozzle throat diameter and combustion chamber size. The influence of fuel droplet size on the flame shame shape and combusting gas flow is also examined.
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