射频等离子体球形粉末制备的数值模拟优化策略

射频等离子体制备球形粉末的数值模拟是一篇由王建军、郝俊杰、郭志猛和毛瑞奇合作完成的首发论文，针对射频等离子体在球化制粉过程中的实际挑战进行深入研究。该研究的背景是传统方法在监测和成本控制方面存在困难，因此，他们将射频等离子体作为一个复杂的磁流体力学系统(MHD)来理解和优化。他们利用了计算流体力学(CFD)的工具——Fluent，构建了一个详细的数值模型来模拟这个过程。 模型中，他们采用了k-ε模型来模拟流场和温度场，这有助于理解等离子体炬中心区域极端的温度条件，即中心温度高达10148K，同时存在显著的温度梯度。这种高温环境对于实现球形粉末的高球形度和结构紧密性至关重要。然而，研究还揭示了送粉率的增加可能导致单位时间内温度场内颗粒数量增加，从而降低球化率。此外，粉末粒径大小影响其在重力作用下的运动，较大的颗粒更容易沿等离子炬轴向快速移动，这可能影响粉末的均匀分布，进而降低收粉率。 为了深入了解颗粒运动轨迹对球化率的影响，作者运用离散相模型(DPM)来模拟粉末在湍流条件下的行为。结果显示，粉末的无序运动是收粉率低的一个重要因素。通过这些数值模拟，研究人员能够定量地预测和优化等离子体球化制粉工艺参数，为该技术的实际应用提供了宝贵的理论依据和指导。 这篇论文的关键词包括射频等离子体、数值模拟、颗粒运动轨迹以及球化率，它不仅为解决现有工艺问题提供了创新思路，也为相关领域的研究者提供了新的研究视角和实验设计参考。整体上，该研究对于推动射频等离子体在粉末制备领域的技术进步具有重要意义。