悬浮式高速纯氧燃料热喷涂中的努森数效应建模

悬浮式高速纯氧热喷涂是一种以超音速和纳米-微米数量级的颗粒长度尺度为特征的系统。随着稀化效应的显著增加，连续模型中的假设开始崩溃，稀化效应可通过流动的努森数进行评估。必须对数值模型进行修改，以纳入稀化效应。本研究旨在将稀化效应纳入悬浮式高速富氧燃料 (SHVOF) 热喷涂工艺的计算流体动力学 (CFD) 模型中。采用的传热系数模型考虑了努森效应和马赫数效应。最后，对努塞尔特数的 Ranz-Marshall 相关性与 Kavanau 相关性和可压缩努塞尔特数相关性进行了比较。该模型通过对粒子温度的比较进行验证。粒子温度是通过使用市售的 Accuraspray 4.0 诊断系统进行双色高温计测量获得的。这项研究表明，如果考虑到可压缩性的影响和稀释对努塞尔特数的影响，对飞行中颗粒温度的预测会有明显改善。

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关键词：悬浮热喷涂，SHVOF，HVSFS，稀释，Knudsen，Accuraspray

原文发表于《国际传热与传质学报》（第 152 卷，2020 年 5 月，119454）
作者：S. Chadha，R. Jefferson-Loveday，T. Hussain