文丘里型气动喷砂喷嘴冲蚀模拟分析

为研究气动喷砂枪喷射颗粒对喷嘴造成的冲蚀磨损情况,选取文丘里型气动喷砂喷嘴为研究对象,运用CFD软件对其内部流场及颗粒运动特性进行仿真模拟分析;通过改变收缩角度、颗粒粒径及质量流率进一步分析喷嘴冲蚀速率变化的规律。结果表明:喷嘴的冲蚀区域主要集中在喉管及收缩管出口区域;随着收缩角度的增加,喷嘴最大冲蚀速率逐渐增大,采用30°、45°收缩角度的喷嘴时,颗粒并未出现"回弹"的现象,采用60°收缩角度的喷嘴时,部分颗粒出现"回弹"现象,通过观察不同收缩角度喷嘴内颗粒撞击壁面的位置可知,撞击点出现"滞后"现象;喷嘴的最大冲蚀速率随颗粒粒径的增加先减小再增加再减小最终趋于稳定;喷嘴最大冲蚀速率随颗粒质量流率的增加逐渐增大,并且拟合曲线近似呈现线性关系。可见,应根据流体介质中实际颗粒粒径分布情况,合理控制颗粒的质量流率并选取喷嘴适宜的收缩角度以减轻颗粒对壁面的冲蚀作用。