【正文】 60176。 Gb is the generation of turbulence due to buoyancy。 Zhimin Zhou amp。由此可見，當粉腔錐角角度為 65176。 時，粉末匯聚的體積百分數(shù) 圖 60176。 沈陽理工大學學士學 位論文 25 圖 氣腔進口速度為 5m/s時，粉末匯聚的體積百分數(shù) 圖 5m/s時，粉末匯聚的速度矢量圖 沈陽理工大學學士學 位論文 26 圖 ，粉末匯聚的體積百分數(shù) 圖 ，粉末匯聚的速度矢量圖 沈陽理工大學學士學 位論文 27 圖 10m/s時，粉末匯聚的體積百分數(shù) 圖 10m/s時，粉末匯聚的速度矢量圖 圖 90%~95%之間，圖 示表明粉末匯聚的最高體積百分數(shù)在 80%~85%之間。 時，考察氣腔的進口速度分別為 5m/s、 、 10m/s時粉末的匯聚性能。 時，粉末匯聚的體積百分數(shù) 沈陽理工大學學士學 位論文 20 圖 70176。 、 70176。 、 75176。 ，粉腔的進口速度為 2m/s，氣腔的進口速度為 。 首先打開 Gambit 軟件如圖 沈陽理工大學學士學 位論文 15 命令按鈕的步驟可以描述如下： GEOMETRY FACE RECTGANLE 輸入如下： 在矩形上做（ 20,0），（ 20,0）兩點。 （ 8）顆粒、水滴和氣泡等彌散相的軌跡計算，包括彌散相與連續(xù)相相耦合的計算。 GAMBIT 1 設置幾何參數(shù) 其他 CAD/CAE 軟件 FLUENT 1 網(wǎng)格輸入 /使用； 2 物理模型； 3 邊界條件； 4 物質(zhì)屬性； 5 計算； 6 后處理 TGRID 1 二維三角網(wǎng)格 2 三維四面體網(wǎng)格 prePDF 1 PDF 計算 2 對照表格 沈陽理工大學學士學 位論文 13 （ 5）牛頓、非牛頓流體流動。 （ 2） prePDF—— FLUENT用 PDF模型計算燃燒過程的預處理軟件。還可以用其他網(wǎng)格生成軟件生成與 FLUENT兼容的網(wǎng)格用于 FLUENT計算。 質(zhì)量守恒定律 對固體在空間位置的微元體（如圖 ），質(zhì)量守恒定律可以表述為： [單位時間內(nèi)微元體中流體質(zhì)量的增加 ]=[同一時間內(nèi)流入該微元體的凈質(zhì)量 ] 由此可得質(zhì)量守恒方程（又稱連續(xù)性方程， continuity equation） : ? ? ? ? ? ? 0t v v wx y z???? ???? ? ? ? ?? ? ? ? （ ） 上式中的后三項是質(zhì)量流密度（通量）（單位時間內(nèi)通過單位面積的流體質(zhì)量） U?的散度。沸騰式送粉器對于粉末的流化和吹送都是通過氣體來完成的，所以避免了前面螺旋式，刮板式等粉末與送粉器元件的機械摩擦，對粉末的粒度和形狀有較寬的適用范圍。能夠在一定程度上實現(xiàn)精密熔覆中要求的微量送粉，但是它是靠自身的重力輸送粉末，必須是干燥的粉末，否則容易堵塞，送粉的重復性和穩(wěn)定性差，對于不規(guī)則的粉末輸送，輸送時在毛細管中容易堵，所以只適合于球形粉 末的輸送。但是不適用于大顆粒粉末的輸送，容易堵塞。澳大利亞建立了主要由快速成型制造領域的工業(yè)企業(yè)和學術機構參與的“歐洲快速原型制造行動（ EARP）”項目。在同軸送粉中 , 由于粉末流與激光束同軸輸出 , 所以當粉末匯聚性差、匯聚焦距太小時 ( 粉末匯聚焦距是指噴嘴出口到粉末匯聚焦點的距離 ) , 在成形過程中粉末的反彈容易造成噴嘴堵粉而影響零件的成形質(zhì)量 , 國內(nèi)外針對這一問題已做了大量的研究。 劃分網(wǎng)格 .............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 網(wǎng)格劃分技術 ....................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 目前送粉技術存在的問題 ...................................................... 錯誤 !未定義書簽。沈陽理工大學學士學 位論文 1 目 錄 1 緒 論 ....................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 2 計算流體學的基本原理 .............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 軟件的靈活設置 .................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 設定邊界類型 ....................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 Lin[ 7] 研究了雷諾數(shù)為 2021 時 , 同軸送粉噴嘴內(nèi)的氣粉兩相流動 , 計算和分析了粉末流濃度的分布規(guī)律 。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 為了加快快速成型制造技術在我國的發(fā)展，國家已組織實施了快速成型技術應用研究和推廣服務工作。由于是靠螺紋的間隙送粉，送粉量不能太小，所以很難實現(xiàn)精密激光熔覆加工中所要求的微量送粉，并且不適合輸送不同材料的粉末。 （ 5）鼓輪式送粉器：其工作原理是基于重力場，對于顆粒比較大的粉末，因其流動性好能夠連續(xù)送粉，并且機構簡單。 目前送粉技術存在的問題 隨著激光技術的發(fā)展，經(jīng)過多種嘗試 ，國內(nèi)外已經(jīng)研制出很多類型的送粉器。用矢量符號可寫為： ? ?ρ ρ 0div Ut? ??? （ ） 對于不可壓縮流體，密度為常數(shù)，連續(xù)性方程簡化為： ? ? 0div Ut? ?? ??? （ ） 沈陽理工大學學士學 位論文 7 d y d x d z z x y ρ， p U { u v w } 圖 空間微元體 動量守恒定律 對微元體圖 ，應用 Newton 第二定律在流體流動中的表述 ： [微元體中流體動量的增 加率 ] = [作用在微元體上的合力 ] 并引入 Newton 切應力公式及 Stokes 的表達式，可得三個速度分量的動量方程： u – 動量方程： ? ? ? ? ? ? ? ?+2 yv uv v v w v pt x y z yu v v v wdiv U Fx y x y y z z y? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? () v – 動量方程： ? ? ? ? ? ? ? ?+2 yv uv v v w v pt x y z yu v v v wdiv U Fx y x y y z z y? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? () w – 動量方程： ? ? ? ? ? ? ? ?+2 zw uw v w w w pt x y z yu w w v wdiv U Fx z x z z y z y? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ???? () 沈陽理工大學學士學 位論文 8 其中： η —— 流體的動力黏度； ? —— 為流體的第二分子黏度，對氣體可取 2/3? ?？梢杂糜谠煨凸ぷ鞯腃AD軟件包括 IDEAS、 Pro/E、 Solidworks、 Solidedge等。 （ 3） GAMBIT—— FLUENT提供的網(wǎng)格生成軟件。 （ 1）對流傳熱，包括自然對流和強迫對流。 （ 9）多空介質(zhì)流動計算。通過 按鈕將兩點連成直線。 氣腔進口速度對匯聚性能影響，選取以上模擬匯聚特性較好的兩腔的錐角角度時，考察氣腔的進口速度分別為 5m/s、 、 10m/s 時粉末的匯聚性能。 ，粉末的匯聚性能模擬。 、 75176。 時，粉末匯聚的速度矢量圖 , 圖 75176。結果見圖 。由此可見，當保護氣進口速度為，粉末的匯聚性能較好。 時，粉末匯聚的速度矢量圖 沈陽理工大學學士學 位論文 29 圖 65176。 時，粉末的匯聚性能較好。Gangxian Zhu amp。 YM is the contribution of pulse expansion in pressive turbulence。,45176。,30176。 GK is the rate of production of kiic energy of turbulence。 Dichen Li amp。 時，粉末匯聚的速度矢量圖 圖 85%~90%之間，圖 的體積百分數(shù)在 95%以上，圖 80%~85%之間 。 沈陽理工大學學士學 位論文 28 圖 60176。 、保護氣進口速度分別為 5m/s、 、 10m/s 時粉末的匯聚性能的比較，模擬結果見圖 至 。 選取以上模擬匯聚特性較好的兩腔的錐角角度為 60176。 時，粉末匯聚的速度矢量圖 圖 氣腔和粉腔錐角角度均為 70176。 、 65176。 、 70176。 、 75176。 沈陽理工大學學士學 位論文 14 同軸送粉噴嘴模型 同軸送粉模型計算前處理 同軸送粉噴嘴建模 通過 Gambit 建模軟件建立一個長方形作為噴嘴模型的簡化模型，簡化模型簡單而易于計算。 （ 7）源項體積任意變化的計算，源項類型包括熱源、質(zhì)量源、動量源、湍 流源和化學組分源項等形式。 （ 4）無粘流、層流和湍流。 軟件的基本構成 FLUENT軟件包中包括以下幾個軟件： （ 1） FLUENT求解器 —— FLUENT軟件 的核心，所有計算在此完成。 FLUENT劃分網(wǎng)格的途徑有兩種：一種是用 FLUENT提供的專用網(wǎng)格軟件 GAMBIT進行網(wǎng)格劃分，另一種則是由其他的 CAD軟件完成造型工作，再導入 GAMBIT中生成網(wǎng)格。另外對于不同特點的流體，可以根據(jù)熱力學狀態(tài)參數(shù)（壓力、密度、溫度等）之間的關系，推出能反映這種關系的狀態(tài)方程，這種關系與相應的單值條件構成了求解未知量的封閉方程組。但同樣要求所送粉末干燥。粉末輸送率可以達到≤1g/min 。 沈陽理工大學學士學 位論文 3 送粉技術現(xiàn)狀及存在的問題 送粉方式 （ 1）螺旋式送粉器：這種送粉器比較適合小顆粒粉末輸送 ,工作中輸送均勻，連續(xù)性和穩(wěn)定性高，并且這種送粉方式，對粉末的干濕度沒有要求，可以輸送稍微潮濕的粉末。日本以東京大學為首的一批學術機構及企業(yè)單位主要集中于 SLA 工藝（因為該工藝成型精度最高）、樹脂材料研究開發(fā)和快速成型制造技術的應用方面。同軸送粉噴嘴是實現(xiàn) 激光直接制造的層堆積而成形關鍵部件 , 它的主要作用是把金屬粉末均勻、穩(wěn)定地輸送到熔池中。 同軸送粉噴嘴建模 ................................................................ 錯誤 !未定義書簽。 FLUENT 軟件概述 .......................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 送粉方式 .............................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 前言 .................................................................