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送粉是激光熔覆的关键单元,熔覆过程中的载气方式送粉是最常用的送粉方式,因此,研究一种结构简单,流量均匀、稳定、精确且易于控制的载气送粉系统非常关键。本文在开发设计基于流态化输送的激光熔覆送粉器过程中,运用气固两相流数值模拟的方法对送粉器进行了三维非定常的模拟,并通过模拟结果与实验的对比,确定合适的仿真模型及参数。运用数值模拟对送粉器的气路及结构进行优化设计,并分析该类送粉器对各类不同参数粉末的输送性能。通过对比Syamlal-O’Brien、Gidaspow、Mckeen和修正的Syamlal-O’Brien曳力模型中Ni基合金粉末输送的模拟结果,发现Mckeen模型得到的粉末流量与实验值相符。利用Mckeen模型,分别对不同沸腾气流量进行计算,其平均的粉末流量也与实验值接近,从而确定了Mckeen曳力模型适用于该类送粉器的数值模拟。分析了送粉器内部的粉末和气流流场,结果表明上端沸腾进气口并未直接参与粉末的沸腾与输送。仅保留下端沸腾进气口,并关闭上端气流出口或保留一定开度,也可得到类似的送粉器粉末输送效果,同时减少了送粉气流量的要求,降低送粉成本。对送粉管距离下端沸腾进气口的高度进行优化仿真,送粉管从当前高度下降6mm可得到较稳定的粉末流量输出。而其它高度下粉末流量波动均比较大。运用修正的计算模型,模拟送粉器对相同密度下不同颗粒直径粉末的输送效果,结果表明,粉末流量随粒径的增大而减小。在固定的输送气流下,颗粒直径较大时将很难有粉末送出。而随这颗粒直径的减小,送粉器流量受送粉器结构影响,流量也将趋于某一极限值。此外,对相同颗粒直径下不同密度粉末的输送进行仿真,结果表明,随着密度的增大,粉末流量先增大后减小,但体积流量随密度增大而减小。另外,通过分析粉末流场,表明该类送粉器低密度下的送粉稳定性更佳。