采用不同粒度的白刚玉、棕刚玉和SiC磨料对B4C陶瓷、B4C/(W,Ti)C陶瓷、Al2O3/(W,Ti)C陶瓷、YG8和YT15硬质合金、45#淬火钢和铸铁 (HT15-33)等不同材料的喷嘴进行系统的冲蚀磨损试验,结果表明,喷嘴的*冲蚀磨损的能力由强到弱的顺序依次是:B4C陶瓷、B4C/(W,Ti)C 陶瓷、Al2O3/(W,Ti)C陶瓷、YG8和YT15硬质合金、铸铁(HT1533)、45#淬火钢。磨料的冲蚀能力由强到弱顺序为SiC、白刚玉和棕刚玉,三明陶瓷喷咀,这说明磨料硬度对冲蚀磨损率起着重要作用。对各种材料的喷嘴宏观特征研究发现,从喷嘴入口端面至喷砂嘴长度约1/3处,冲蚀磨损严重,而中间部分磨损较轻,出口处的磨损较中间区域又有所增加。喷嘴入口和出口磨损表面的形状存在很大的差异。磨料在进入喷嘴前与气流的混合不均匀是造成入口磨损表面形状不规则的主要原因。
不同材料陶瓷喷嘴的应力对比
B4C、B4C/(W,Ti)C和Al2O3/(W,Ti)C陶瓷喷嘴在60 目SiC磨料冲蚀下的应力分析结果。
可见,不同结构形式的三种陶瓷喷嘴的****1大和****1小应力具有相同的变化规律,A2O3/(W,Ti)C陶瓷喷嘴所受的应力****1大,BC/(W,Ti)C次之,B4C的****1小 ,结合三种陶瓷喷嘴的强度和受冲蚀时应力的大小分析可得:三种陶瓷喷嘴的*冲蚀能力由强到弱的顺序依次是,陶瓷喷咀价格,B4C、BC/(W,采购陶瓷喷咀,Ti)C 和 Al2O3/(W,Ti)C,与试验结果是一致的。
对于圆柱形直孔结构形式,三种陶瓷喷嘴的****1大应力均出现在入口处,陶瓷喷咀生产厂家,****1小应力均出现在中间区域。对于30°入口锥角结构形式,三种陶瓷喷嘴的****1大应力均出现在锥角结束处, ****1大应力值比圆柱形直孔结构的喷嘴都有所下降,这是由于入口冲蚀角的减小造成的;****1小应力均出现在中间区域,****1小应力值虽然有所减小,但减小的幅度很小,表明入口锥角的存在,喷嘴所受的****1大与****1小应力之间的差值减小,因此,喷嘴的磨损要比圆柱形直孔喷嘴均匀。
采用三维实体造型的方法对陶瓷喷嘴进行有限元建模,实体建模方法的特点在于有限元分析对象为模型的几何特性,无需关注有限元模型的特定几何特征如节点、单元。实体建模,类似于CAD 系统 , 以数学的方式表达结构的几何形状,并在几何模型里面添加节点和单元,在几何模型边界上施加载荷。实际上几何实体模型并不参与有限元分析,而是通过网格划分生成有限元分析模型,所有施加在几何实体边界上的荷载和约束****终传递到节点或单元进行求解。