شبیه سازی عددی و آشکارسازی جریان دوفازی در فرایند پوشش دهی لیزر

فناوری پوشش دهی به وسیله لیزر، در سالهای اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. پاشش پودر توسط گاز حامل از طریق نازلها نقش تعیین کننده ای در کیفیت و کنترل فرآیند پوشش دهی توسط لیزر دارد، لذا، مطالعه آن اهمیت دارد. در این پژوهش، جریان دو فازی گاز - پودر فلز خروجی از نازل در یک فرآیند پوشش دهی توسط لیزر، شبیه سازی عددی و به منظور تایید شبیه سازی عددی، نتایج آن با نتایج حاصل از بررسی تجربی جریان خروجی از نازل مقایسه شده است. شبیه سازی به صورت پایا، سه بعدی و توسط نرم افزار انسیس سی اف ایکس انجام گرفته است. بررسی تجربی توسط آشکارسازی جریان پودر انجام شده است. نتایج بررسی تجربی و شبیه سازی عددی انطباق مناسبی با هم دارند. در قسمت بعدی از این مطالعه، اثرات پارامترهای مختلفی مانند دبی ذرات، دبی گاز حامل و گاز محافظ بر تمرکز ذرات مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد، با کاهش دبی گاز حامل، میزان بیشینه تمرکز ذرات افزایش می یابد و مکان تمرکز ذرات به خروجی نازل نزدیکتر می شود؛ همچنین، افزایش دبی پودر، تنها تمرکز ذرات را افزایش می دهد و بر سایر پارامترهای جریان پودر بی تاثیر است. تغییر در دبی گاز محافظ نیز اثری بر رفتار جریان پودر ندارد. در قسمت دیگر پایان نامه، هوای محیط نیز وارد میدان حل شده و چگونگی کشیده شدن آن به حوضچه مذاب شبیه سازی میشود. در این شبیه سازی از مدل دوفازی اختلاط برای بررسی کسر حجمی هوا در هندسه ی موجود و یک هندسه ی دیگر بهره گرفته شده است. با مقایسه ی کسر حجمی هوا در ناحیه تمرکز ذرات، مشخص شده است که در هندسه ی جدید، کسر حجمی ذرات در حوضچه مذاب کمتر از هندسه ی قبلی است.

Keywords:

پوشش دهی توسط لیزر , شبیه سازی عددی , تمرکز ذرات , مدل اویلری- لاگرانژی , مدل اختلاط