【技術實現步驟摘要】
本申請涉及碳排放計算領域，尤其是涉及一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法。
技術介紹
1、增材制造技術是一類新型的制造技術，具有低成本、高效率、加工自由度高等優勢。其中，低壓冷噴涂技術是一種以空氣或惰性氣體為加速介質，使固態粒子高速撞擊基板進而產生強烈塑性變形與沉積的新興增材制造技術。該技術與傳統的熱噴涂、焊接技術相比，對基體的熱影響小，已廣泛用于金屬零部件的再制造與修復。
2、目前，針對增材制造技術的碳排放研究已有少量先例，其中，針對激光增材制造技術的碳排放研究較多，主要集中于激光定向能量沉積技術與選區激光熔化技術。然而，這些研究建立的模型普適性較低，無法廣泛運用于大部分激光增材制造技術的碳排放模型的建立。
3、針對低壓冷噴涂技術的碳排放研究有助于減少制造過程的碳排放，且對工業生產中零部件的選材與尺寸設計有著參考價值，然而目前尚沒有針對低壓冷噴涂技術的碳排放展開研究。
技術實現思路
1、為了改善目前針對低壓冷噴涂技術缺乏碳排放研究的問題，本申請提供一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法。
2、本申請提供的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法采用如下的技術方案：
3、一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，包括以下步驟：
4、確定低壓冷噴涂工藝過程中二氧化碳來源；所述二氧化碳來源包括電能部分和物料部分，其中，電能部分包括前處理子系統、氣體壓縮子系統、干燥子系統和噴涂子系統；物料部分包括使用的基板、氣體和金屬粉末；
5、分別
6、進一步地，所述前處理子系統的碳排放公式為：
7、cp＝cce×(pps×tps+ppw×tpw)
8、式中，cp為前處理子系統碳排放，cce為電力生產碳排放因子，pps為前處理子系統待機功率，tps為前處理子系統待機時間，ppw為前處理子系統工作功率，tpw為前處理子系統工作時間；
9、其中，前處理子系統工作時間tpw的計算公式為：
10、
11、式中，ssu為基板面積，sp為前處理子系統每秒處理的面積；當前處理設備為激光清洗機時，sp與激光清洗機的掃描形狀有關：
12、
13、式中，r為掃描形狀為點時的點半徑，vp為掃描速度，lp為掃描形狀為線段時的線段長度。
14、進一步地，所述氣體壓縮子系統的碳排放公式為：
15、cgc＝cce×(pgcs×tgcs+pgcw×tgcw)
16、式中，cgc為氣體壓縮子系統碳排放，pgcs為氣體壓縮子系統待機功率，tgcs為氣體壓縮子系統待機時間，pgcw為氣體壓縮子系統工作功率，tgcw為氣體壓縮子系統工作時間。
17、進一步地，所述干燥子系統的碳排放公式為：
18、cd＝cce×(pds×tds+pdw×tdw)
19、式中，cd為干燥子系統碳排放，pds為干燥子系統待機功率，tds為干燥子系統待機時間，pdw為干燥子系統工作功率，tdw為干燥子系統工作時間。
20、進一步地，所述噴涂子系統的碳排放公式為：
21、csp＝cce×(psps×tsps+pspw×tspw)
22、式中，csp為噴涂子系統碳排放，psps為噴涂子系統待機功率，tsps為噴涂子系統待機時間，pspw為噴涂子系統工作功率，tspw為噴涂子系統工作時間；
23、其中，噴涂子系統工作時間tspw的計算公式為：
24、
25、式中，th為利用噴槍加熱的時間，tsp-total為冷噴涂工作的時間，l為噴涂一道的距離，v為噴槍的前進速度，n為噴涂道數。
26、進一步地，使用的基板碳排放為：
27、csu＝ccsu×msu
28、式中，csu為使用的基板碳排放，ccsu為基板生產碳排放因子，msu為消耗基板質量。
29、進一步地，使用的氣體碳排放為：
30、cga＝cega×qga×tga
31、式中，cga為使用的氣體碳排放，cega為所消耗氣體碳排放因子，qga為消耗氣體流量，tga為氣體流動時間。
32、進一步地，金屬粉末分為可回收的單質粉末和不可回收的混合粉末，使用的金屬粉末碳排放為：
33、
34、其中，cm為使用的金屬粉末碳排放，cemi為不同金屬粉末碳排放因子，mmi為不同金屬粉末添加量，cem為金屬單質粉末碳排放因子，mm為金屬單質粉末使用量。
35、進一步地，低壓冷噴涂技術的總碳排放公式為：
36、
37、本申請還提供一種由上述建模方法構建得到的低壓冷噴涂技術的碳排放模型。
38、綜上所述，本申請包括以下有益技術效果：
39、本申請基于低壓冷噴涂技術的工藝過程，構建了能夠適用于各類設備、各部分碳排放建模方法，為增材制造過程的低碳研究與制造業的低碳、節能發展提供了理論基礎；本申請提供的建模方法在采用具體設備及工藝參數的情形下，能夠對具體案例的碳排放量進行估算預測，實現快速評估。
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1.一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：所述前處理子系統的碳排放公式為：
3.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：所述氣體壓縮子系統的碳排放公式為：
4.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：所述干燥子系統的碳排放公式為：
5.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：所述噴涂子系統的碳排放公式為：
6.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：使用的基板碳排放為：
7.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：使用的氣體碳排放為：
8.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：金屬粉末分為可回收的單質粉末和不可回收的混合粉末，使用的金屬粉末碳排放為：
9.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：
10.一種低壓冷噴涂技術的碳排放模型，其特征在于：由權利要求1-9任一項所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法構建得到。
...【技術特征摘要】
1.一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：所述前處理子系統的碳排放公式為：
3.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：所述氣體壓縮子系統的碳排放公式為：
4.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：所述干燥子系統的碳排放公式為：
5.根據權利要求1所述的一種低壓冷噴涂技術的碳排放建模方法，其特征在于：所述噴涂子系統的碳排放公式為：
6.根據權利要求1所述的一種低壓...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張國棟，毛華愷，崔暢，劉念，李孟釗，黃龍，高森奧，王桐新，王麒瑜，李成林，梅青松，楊兵，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：
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