液體霧化是自然界和工程中大量存在的現象,霧化機理的研究是一具有重要理論意義和工程應用背景的課題。本文密切結合國內轎車覆蓋件噴塗工藝過程存在的技術問題,對旋杯式高速靜電噴塗霧化機理進行了分析與研究,並對霧化狀況的影響因素進行了分析。

本文根據流體連續性和運動方程,研究了塗料在旋杯內的運動,建立了旋杯式高速靜電噴塗中塗料在旋杯內運動的數學模型。

旋杯式高速靜電噴塗包含離心力霧化和靜電霧化,對塗料霧化機理(離心霧化、靜電霧化)及其影響因素進行了分析與研究,旋杯轉速n和靜電場的電場強度(電壓與極距)對霧化的影響最大,其次是旋杯的結構參數:旋杯的直徑及其錐角和塗料的密度,塗料的粘度和流量對霧化影響相對較小。

建立了旋杯式高速靜電噴塗時,在巨大的離心力作用下,塗料中的顏料組分在塗膜中分布不均勻、甚至與漆液分離的數學模型。 顏料組分與漆液兩相密度差是使顏料組分分布不均勻、甚至分離的必要條件,即內在驅動力,力場是顏料組分被分離的外驅動力,顏料粒子的直徑、塗料的粘度、流量、旋杯的幾何參數(直徑、錐角)對其均有較大影響。

對霧化理論進行了模擬仿真,仿真結果和工程實踐驗證了理論的合理性與正確性。

以上的分析與研究,不僅在理論方麵對旋杯式高速靜電噴塗的霧化機理、影響因素進行了係統的分析,為生產過程中可控參數的最優設置提供理論依據和科學指導,解決生產中的實際問題,而且對現代塗裝設備的研究製造、塗料的生產乃至化工、製藥、噴霧幹燥等各領域,都具有重要的工程意義。