·442 北京科技大学学报 1996年No.5 定量关系.日前得出的平均熔滴直径d。的表达式主要有以下两种，即式(2)1,2和(3)： =[0 (2) 其中，We为Weber数；d,为导流管直径；4m和u分别为金属液和气体的粘度；JmJ为金 属与气体的流速比；k为常数.Jm可由(I)式求出.(2)式的预测结果与实验测得的A1合金粉 末颗粒的尺寸分布结果一致2. ka Ommdo d(GMR) (3) 其中GMR为气体与金属的流速比(JIJ).实际应用中还经常采用实验测定颗粒的尺寸分布. 1.3雾化熔滴向沉积器的输运过程 单个熔滴可视为直径为的球体，假设熔滴沿直线轨迹运动，当其在流体介质中加速运 动时，牛顿第二定律可表述为3，： Fpa(/CPd (4) 式中，v为熔滴的速度；V为熔滴的体积；A为熔滴的表面积，C。为“拖拽系数”，与雷诺数 有关： Co=0.28+6Re/2+21Re-1 (5) 为了预测颗粒在飞行过程中形成的显微组织，必须了解熔滴内部温度的变化及熔滴的 凝固行为.由于雾化熔滴十分细小(<300m,其内部的温度梯度完全可以忽略16.冷却过 程可简化为牛顿冷却问题在这种情况下，熔滴与环境的热平衡可表示为： paVd+ (6) 右侧第二项为辐射散热.T,为雾化室壁的温度.由于气体流速较大，辐射散热项往往可以忽 略不计.又由于Biot数B<0.1,使熔滴与气体之间的热交换可视为受界面过程控制. 1.4沉积器表面的沉积过程 在确定了单个熔滴的温度后，就可以得出到达沉积器表面时喷雾的含热量，也就是输入 沉积体的热量.这是进一步研究沉积后凝固过程的重要起始条件之一 ∑Hn(d)df(d) Hsp = (8) ∑dfd) 其中，f(d),H。(d)分别为直径为d,的熔滴分数和热焓.因此，喷雾的平均温度为： 乙，-。0-/A以 Jmce (9) 式中的f、为喷雾集合体中的平均固相分数 1.5沉积体的冷却与凝固过程 沉积体中的温度分布可以根据特定的起始条件和边界条件由(11)式求得，181北 京 科 技 大 学 学 报 年 定量 关 系 目 前得 出 的 平 均 熔滴 直径 魂 。 的表 达式 主要 有 以 下 两种 ， 即式 〔‘， 和 、 。 一 、 、 参 · 全」 ’ ‘ ’ 其 中 ， 脸 为 数 。 为 导流 管 直 径 群 和 群 分 别 为金 属 液 和 气 体 的粘 度 为金 属 与 气 体 的 流 速 比 为常 数 可 由 式 求 出 式 的预测 结 果 与 实验测 得 的 合金 粉 末 颗粒 的尺 寸分布 结果 一致 〔 ’ 。 弋 群盘凡 一 。 盖。 几 ’ 其 中 为气体 与金 属 的流 速 比 · 实 际应 用 中还 经 常采 用 实验 测定颗粒 的尺 寸分 布 · 雾化 熔滴 向沉积器 的输运 过程 单个熔 滴 可 视 为直 径 为 的 球体 假 设 熔 滴 沿直 线轨迹 运 动 ， 当其在 流体介 质 中加 速 运 动 时 ， 牛 顿第二 定 律 可 表 述 为 〔” ， ’ 」 石分 凡石子 切 一 一 ’ 。 一 。 一 ‘ 心 一 式 中 ， ， 为熔 滴 的 速度 犷 为熔 滴 的体积 为熔 滴 的表 面 积 ， 。 为 “ 拖 拽 系数 ” ， 与雷诺数 有 关 ‘ ’ · ，‘ ’ 一 ’ 为 了 预 测 颗 粒 在 飞 行 过 程 中形 成 的显微 组 织 ， 必 须 了解 熔 滴 内部 温 度 的变 化 及 熔 滴 的 凝 固 行 为 由于 雾 化 熔 滴 十 分 细 小 巧 ， 其 内部 的 温 度 梯 度 完 全 可 以 忽 略 〔 ‘ 冷 却 过 程 可 简化 为 牛 顿冷 却 问题 在 这 种情 况下 ， 熔滴 与环境 的热 平衡 可 表 示 为 坑 ， 一 从 一 此心 川 一 聪 右 侧 第 二 项 为 辐射 散 热 为雾化 室 壁 的温 度 由于 气体流 速 较 大 辐 射 散 热项 往 往 可 以 忽 略不 计 又 由于 数 ， 使熔 滴 与气体之 间的热 交 换 可 视 为受界 面 过程 控 制 沉积 器表 面 的沉积 过程 在 确 定 了单 个熔 滴 的 温度 后 ， 就 可 以 得 出到 达沉 积器 表 面 时 喷雾 的含 热 量 ， 也就是 输人 沉 积 体 的热 量 这是 进 一 步研 究 沉 积 后凝 固过 程 的重要起 始条件 之 一 二气 ‘ ， 刃 凡 二 试 其 中 ， 试 ， 乓 ‘ 分 别 为 直径 为 ，的熔 滴分 数 和 热烩 因此 ， 喷雾 的平 均 温度 为 拭 。 一 一 ， △ ’ － 二 式 中的 、 为 喷雾集 合 体 中的平均 固相 分数 沉积 体 的冷却与凝 固过 程 沉 积 体 中的温 度 分 布 可 以 根 据特 定 的起 始条件 和 边 界 条件 由 式 求得 〔” ， ’