1、鎂及鎂合金以其低密度、高比強度、高比剛度等優(yōu)異的性能被廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域。由于鎂合金易于氧化燃燒，使得鎂合金氣體保護技術(shù)成為鎂合金應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一?？v觀鎂合金保護氣體的研究現(xiàn)狀，大部分集中在保護機理方面，而關(guān)于保護氣體在鎂合金熔爐內(nèi)的流場特性及在此基礎(chǔ)上的裝置研究還很不成熟。本文研究了鎂合金熔爐內(nèi)保護氣體的流場特性，并針對熔煉工藝設(shè)計了保護氣體的控制系統(tǒng)，研究內(nèi)容具有重要的理論價值和實際意義。 論文分析了保護

2、氣體在鎂合金熔爐內(nèi)的流動過程，建立了鎂合金熔爐內(nèi)保護氣體湍流流動的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用FLUENT流體計算軟件進行了數(shù)值模擬。使用有限容積法對控制方程進行離散，然后用SIMPLE算法求解，進而分析了工藝參數(shù)（入口速度、入口濃度）和工況（鎂液溫度、鎂液高度）對保護氣體流場的影響。使用TECPLOT軟件將數(shù)值模擬得到的計算結(jié)果用圖像表述出來，從而更為直觀地表現(xiàn)出保護氣體在熔爐內(nèi)的流場及分布狀況，實現(xiàn)計算結(jié)果的可視化。模擬結(jié)果表明：保護氣體的入口流

3、速應(yīng)該控制在一定范圍內(nèi)，若流速太小，保護氣體受熱浮力作用發(fā)生上浮現(xiàn)象，若流速太大，會造成保護氣體在鎂液上方分布不均。調(diào)節(jié)保護氣體的入口濃度能夠有效調(diào)節(jié)保護氣體的有效成分在鎂液上方的含量。當(dāng)工況發(fā)生變化時，改變工藝參數(shù)能夠獲得很好的保護效果。 針對保護氣體在鎂液上方分布不均的現(xiàn)象，提出了利用多孔分流器來優(yōu)化保護氣體流場。采用理論分析和計算流體動力學(xué)分析相結(jié)合的方法，得出了多孔分流器各孔口流量分配規(guī)律，為多孔分流器的改進打下了基礎(chǔ)。