本文關(guān)鍵詞：釤鐵氮合金液高壓霧化氮淬過程數(shù)值模擬研究

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【摘要】：釤鐵氮合金是磁性能的優(yōu)良永磁材料,其制粉工藝一直是其生產(chǎn)制備中的重要環(huán)節(jié),其中緊耦合氣霧化噴嘴是金屬熔體制粉工藝中的關(guān)鍵技術(shù)之一。霧化目的就是將釤鐵氮熔體進(jìn)行破碎,得到顆粒度小,尺寸均勻;并使霧滴與高速運(yùn)動的氣體充分接觸增強(qiáng)換熱作用,令霧滴快速冷卻成固體顆粒粉末,為滲氮控氮提高良好的條件,從而得到磁性能較好的釤鐵氮粉體。通過對釤鐵氮系合金熔體進(jìn)行霧化氮淬模擬,分析其霧化特性,得到霧化過程中顆粒冷卻情況,顆粒尺寸分布等結(jié)果,為釤鐵氮合金液的霧化氮淬實(shí)驗(yàn)提供重要依據(jù)。通過理論分析熔體霧化破碎的全過程,建立了旋轉(zhuǎn)流場初始破碎理論模型和二次破碎模型。結(jié)合理論模型,模擬了熔體液流初始霧化過程,并根據(jù)氣液兩相在噴嘴出口附近的模擬結(jié)果,對噴嘴外二次霧化氮淬過程進(jìn)行了模擬研究。對于初始霧化過程,將旋流式氣流霧化與無旋氣流的霧化進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)相同流量下,旋轉(zhuǎn)氣流會形成中心上升氣流,使熔體射流向液膜狀變形;而無旋氣流則加大了熔體的聚集程度,不利于霧化的進(jìn)行。此外,隨著旋轉(zhuǎn)氣流流量的增加,熔體液流會從噴泉狀射流向傘狀液膜突變,突變發(fā)生時(shí)氣體流量為0.0038kg/s。通過對影響霧化特性的因素進(jìn)行優(yōu)化,模擬研究發(fā)現(xiàn),霧化角度45°并充分過熱(過熱度500℃)時(shí),氣體對熔體的沖擊和冷卻效果最明顯;將過熱度控制在100℃時(shí),既能達(dá)到較好的霧化效果,又不會帶入過多的熱量使凝固前飛行距離較短;最后還分析了不同組分-環(huán)境壓力下的霧化過程,發(fā)現(xiàn)提高環(huán)境壓力會明顯改善霧化效果;將Ar2氣體混合到N_2氣體進(jìn)行霧化后增大了氣體密度,能有效降低霧化所需的環(huán)境壓力,將N_2含量控制在25-50%時(shí),選用2MPa的環(huán)境壓力即可得到較好的霧化效果。綜合得出,霧化角度45°時(shí),采用2MPa的環(huán)境壓力,N_2含量25-50%的霧化介質(zhì)對過熱度為100℃的熔體進(jìn)行霧化的霧化效果最理性,為釤鐵氮系合金霧化氮淬實(shí)驗(yàn)提供了理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：釤鐵氮 氣霧化 數(shù)值模擬 索特平均直徑 優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG132.27;TB383.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 引言9-10
• 第1章 緒論10-25
• 1.1 SmFeN永磁材料的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.1.1 SmFeN稀土永磁材料的產(chǎn)生10-11
• 1.1.2 SmFeN永磁材料的研制現(xiàn)狀及存在的問題11-13
• 1.2 氣霧化制粉技術(shù)的概述13-17
• 1.2.1 氣霧化法制粉技術(shù)的發(fā)展歷程13-15
• 1.2.2 氣霧化制粉的典型方式15-17
• 1.3 霧化機(jī)理的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 初始破碎過程17-19
• 1.3.2 二次破碎過程19-21
• 1.3.3 冷卻凝固過程21
• 1.4 霧化過程數(shù)值模擬概況21-23
• 1.4.1 多相流模型21-22
• 1.4.2 離散型模型22-23
• 1.4.3 霧化模擬研究現(xiàn)狀23
• 1.5 課題的提出及研究內(nèi)容23-25
• 1.5.1 研究背景23-24
• 1.5.2 研究內(nèi)容24-25
• 第2章 霧化過程理論模型25-39
• 2.1 引言25-26
• 2.2 初始霧化過程26-31
• 2.2.1 液膜的形成26-30
• 2.2.2 初始霧化破碎30-31
• 2.3 二次霧化模型31-33
• 2.3.1 液滴破碎形式31-32
• 2.3.2 液滴二次霧化形式的確定32-33
• 2.3.3 穩(wěn)定液滴的形成33
• 2.4 霧滴冷卻凝固過程模型33-38
• 2.4.1 總體熱量交換平衡33-35
• 2.4.2 熱量傳遞模型35-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 釤鐵合金液霧化氮淬過程計(jì)算機(jī)模擬研究39-48
• 3.1 霧化數(shù)值模擬方法39-41
• 3.1.1 數(shù)值模擬軟件的分析過程39-40
• 3.1.2 釤鐵合金霧化氮淬的模擬方法40-41
• 3.2 初始霧化模擬研究41-44
• 3.2.1 初始霧化模型的建立與網(wǎng)格劃分41-43
• 3.2.2 初始霧化參數(shù)的設(shè)置43
• 3.2.3 模擬的結(jié)果與分析43-44
• 3.3 合金霧化氮淬過程模擬研究44-47
• 3.3.1 霧化氮淬模型的建立44-45
• 3.3.2 霧化參數(shù)的設(shè)置45-46
• 3.3.3 霧化氮淬模擬結(jié)果與分析46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第4章 釤鐵合金霧化氮淬模擬參數(shù)優(yōu)化48-62
• 4.1 氣體流量對初始霧化形式的影響48-50
• 4.2 霧化氮淬過程中模擬參數(shù)優(yōu)化50-54
• 4.2.1 霧化角度50-53
• 4.2.2 熔體過熱度53-54
• 4.3 高壓環(huán)境下霧化氮淬模擬優(yōu)化54-57
• 4.4 混合組分淬冷氣體高壓霧化模擬57-60
• 4.5 模擬總結(jié)60-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-70
• 致謝70-71
• 導(dǎo)師簡介71-73
• 作者簡介73-74
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集74

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 岳樸杰;張忠孝;畢德貴;婁彤;周志豪;陳永權(quán);;雙流體氣流式噴嘴加壓霧化特性研究[J];潔凈煤技術(shù);2014年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 方云楚;釤鐵氮合金液高壓霧化氮淬過程數(shù)值模擬研究[D];華北理工大學(xué);2016年

2 熊偉;低質(zhì)柴油噴霧過程的多維數(shù)值模擬研究[D];華中科技大學(xué);2009年

3 熊偉;低質(zhì)柴油噴霧過程的多維數(shù)值模擬研究[D];華中科技大學(xué);2009年

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本文編號：515752