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窒素噴射によりガス温度を最適制御する次世代型高速フレーム溶射装置の気体力学的研究

利用氮气喷射优化控制气体温度的下一代高速火焰喷涂设备的空气动力学研究

基本信息

批准号：
17760148
负责人：
片野田洋
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kagoshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760148/
关键词：
超音速流れ圧縮流れ高速フレーム溶射噴流圧縮性流れ

项目摘要

高速フレーム溶射は,機械部品の表面に耐磨耗性,耐食性,耐熱性などの機能を与えるドライコーティング法であり,あらゆる産業で必要とされる汎用の基盤技術である.しかし,燃焼ガスによる合金粉末の酸化のためコーティング強度は限界に達している.また,高温で酸化や窒化が生じるチタンなどの粉末の溶射は不可能である.本研究は,申請者が考案した温度制御室をもつ次世代型HVOF溶射装置により粉末の酸化を抑制してコーティングの強度を飛躍的に高めるための気体力学的な最適作動条件をモデル実験と数値シミュレーションにより明らかにすることを最終的な目的としている.最終度である平成18年度は,窒素ガス噴射を行うことができる構造をもつ2段HVOF溶射装置のモデルを設計・製作し,気体力学的な実験を行った.本実験では,装置の上流側に位置する貯気室,その下流に接続した混合室および窒素ガス噴射室の圧力を測定した.さらに,2段HVOF溶射装置内における混合過程の詳細を明らかにするために,準一次元理論に基づく理論解析を行い,得られた実験データと比較した.その結果,解析結果は実験結果とよく一致した.本研究により明らかになったことを以下に要約する.1)混合室の圧力を上げるほど,貯気室の圧力は増加する.2)混合室の圧力を上げるほど,貯気室の先細ノズル出口でのマッハ数は減少し,窒素ガス噴射室の先細ノズル出口でのマッハ数は増加する.3)本研究で用いた理論解析法により,2段HVOF溶射装置内の混合状態を予測することができる.

High-speed thermal radiation, mechanical parts surface wear resistance, food resistance, heat resistance, function and industry needs, universal substrate technology. In addition, the strength of the alloy powder is limited by the combustion temperature. High temperature acidification is impossible. This study aims to investigate the optimal operating conditions of the next generation HVOF dissolution device for suppressing the acidification of powder and improving the strength of the device. In the final year of Heisei 18, the design and manufacture of two-stage HVOF dissolution devices were carried out. In this paper, the pressure of the upstream storage chamber, the downstream mixing chamber and the injection chamber is measured. A detailed analysis of the mixing process in the two-stage HVOF system is presented. The result of the analysis is consistent with the result of the analysis. 1) The pressure in the mixing chamber increases and the pressure in the storage chamber increases. 2) The pressure in the mixing chamber increases and the number of outlets in the storage chamber decreases. 3) The theoretical analysis method is used in this study. Prediction of mixing state in two-stage HVOF dissolution apparatus.