等离子喷涂射流的温度和速度

2017-02-10  3658

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等离子射流在轴向和径向上的温度及速度变化(温度场及速度场)，直接影响到喷涂粉末在射流中被加热的温度和粒子飞行速度，因此也就影响到涂层质量。

在喷嘴出口处等离子射流的温度可以通过理论计算推出，亦可实验测定。理论推算的原理是。

等离子射流的能里Pi是喷枪物入能量P(电功率)减去喷枪冷却水温升所消耗的能量Pw，如式(1)所示：

Pi = P - Pw (1)

Pw取决于喷枪的热效率，一般是喷枪输入能量的50%左右，对于不同的喷枪，在实际运行功率下可以实验测定。

等离子射流的温度取决于气体的热焓，其关系如图2-39所示。

等离子体的热焙Hv(单位体积等离子体的热里)，取决于等离子射流的能量Pi，在忽略运动能量的情况下，与气体在标准状态下的体积流最Qv的关系如式(2)所示：

Hv = Pi/Qv (2)

由式(1)、式(2)式可计算出等离子气体的热烩Hi，再根据气体热烩与温度的关系(图2-39)，可以推算出等离子体的温度Ti。

计算出等离子气体的温度后，考虑到气体的体积膨胀，可以推算出射流的速度。在喷嘴出口的气氛压力为1个大气压，在喷嘴出口面积为S时射流速度如式(3)所示：

vi = QvTi/293S (3)

从喷嘴出口以后，射流的温度场和速度场受多种因素影响，如粘性，压缩性，热传导，热辐射等，计算比较复杂。作为一例理论计算和实验测定的结果如图2-40所示。

由图2-40可知，沿等离子射流流向，随轴向和径向距离增加，射流的温度和速度很快下降。

等离子喷涂设备