高效无尘喷砂除锈器气固两相流运动特性分析

为分析爬壁除锈机器人的无尘喷砂除锈器中空气和磨料气固两相流的运动特性，基于欧拉-拉格朗日方法的离散相颗粒模型，建立了喷砂除锈器有限元模拟模型。仿真结果表明：进气压力增大时，磨料对工件表面的冲蚀作用略微加强；随着进砂量的增大，对弯管接头的磨损和对工件表面的冲蚀作用都增强；当真空负压开启后，回收效果显著提升，0.045MPa时基本可以实现喷砂过程的无尘化，但负压大于0.045 MPa时，磨料回收效果提升不明显，但对工件的冲蚀效果减弱。实船应用表明：在最优化参数下，除锈后表面清洁度可达到SA2.5级，粗糙度达到44μm，验证了无尘喷砂除锈器气固两相流模型的正确性，为后续的除锈器结构优化设计、工艺参数优化提供了良好的支撑和指导。