Введение к работе
Актуальность темы. В различных отраслях промышленности широкое применение получили полимерные порошковые покрытия. Они обладают антикоррозионными, электроизоляционными и декоративными свойствами, являются химически и термически стойкими. Одним из эффективных методов нанесения полимерных порошковых покрытий является окрашивание в электрическом поле коронного разряда. Применение этой технологии нанесения ' покрытий по сравнению с другими способами обеспечения аналогичных свойств позволяет экономить материальные и энергетические ресурсы, а также повышает экологичность процесса.
Однако имеется еще ряд задач, решение которьіх будет способствовать внедрению этого прогрессивного технологического процесса. Одной из таких актуальных задач является разработка методики определения параметров режима процесса нанесения покрытий. Для этого необходимо составление рабочих математических моделей, позволяющих определять технологические параметры процесса и оборудования.
Цель работы. Разработка математических моделей движения воздушно-порошковой смеси в поле коронного разряда при нанесении полимерных покрытий распылителями с внешней зарядкой частиц порошка, рассматривающих течение в канале ствола распылителя и в электрическом поле между коронирующим электродом и окрашиваемой поверхностью.
Научная новизна.
Разработанная одномерная математическая модель течения Еоздушно-порошковой смеси в канале ствола распылителя учитывает,сжимаемость и двухфазность рабочей среды и позволяет рассчитывать скорости воздуха и частиц порошка раздельно.
Предложена трехмерная математическая модель движения частиц порошка в поле коронного разряда при нанесении полимерных покрытий, позволяющая рассчитать в любой точке межэлектродного пространства напряженность поля коронного разряда, электрический заряд частицы, компоненты электрической и аэродинамической сил, скорости частиц и воздуха, траектории движения частиц и распределение частиц порошка, доставленных струей воздуха к покрываемой поверхности.
Расчетами по математической модели установлен эффект резкого ускорения частиц порошка вблизи коронирующего электрода-иглы из-за наличия пика электрической силы и заряда частицы.
Установлены зависимости скорости частиц порошка от параметров процесса.
Практическая ценность.
- Разработанные математические модели позволяют рассчитать пара
метры режима процесса и форму канала распылителя, обеспечивающие
большее наполнение струи воздуха порошком в канале распылителя, большие . скорости частиц порошка.
С использованием результатов исследований разработаны и внедрены пистолет-распьиштель и технологические процессы нанесения полимерных порошковых покрытий.
Выполненная работа использована для разработки спецкурса лекций и лабораторного практикума.
Реализация результатов. Результаты исследований использованы при разработке и внедрении оборудования, технологических процессов напыления на ряде фирм РТ и РФ, а также в учебном процессе.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на международных (Казань 1995 г., Н.Челны 1996 г.), Всероссийских (Курск 1994 г., Казань 1994 г., Москва 1995 г., Самара 1995 г., Тула 1997 г.), республиканской (Казань 1996 г.) и городской (Казань 1994 г.) научно-технических конференциях.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 12 статьях и тезисах докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, приложения и списка литературы. Она содержит 95 страниц машинописного текста, 49 рисунков, 5 табліщ, 2 приложения и список литературы из 124-х наименований.