液体雾化是自然界和工程中大量存在的现象,雾化机理的研究是一具有重要理论意义和工程应用背景的课题。本文密切结合国内轿车覆盖件喷涂工艺过程存在的技术问题,对旋杯式高速静电喷涂雾化机理进行了分析与研究,并对雾化状况的影响因素进行了分析。

本文根据流体连续性和运动方程,研究了涂料在旋杯内的运动,建立了旋杯式高速静电喷涂中涂料在旋杯内运动的数学模型。

旋杯式高速静电喷涂包含离心力雾化和静电雾化,对涂料雾化机理(离心雾化、静电雾化)及其影响因素进行了分析与研究,旋杯转速n和静电场的电场强度(电压与极距)对雾化的影响最大,其次是旋杯的结构参数:旋杯的直径及其锥角和涂料的密度,涂料的粘度和流量对雾化影响相对较小。

建立了旋杯式高速静电喷涂时,在巨大的离心力作用下,涂料中的颜料组分在涂膜中分布不均匀、甚至与漆液分离的数学模型。 颜料组分与漆液两相密度差是使颜料组分分布不均匀、甚至分离的必要条件,即内在驱动力,力场是颜料组分被分离的外驱动力,颜料粒子的直径、涂料的粘度、流量、旋杯的几何参数(直径、锥角)对其均有较大影响。

对雾化理论进行了模拟仿真,仿真结果和工程实践验证了理论的合理性与正确性。

以上的分析与研究,不仅在理论方面对旋杯式高速静电喷涂的雾化机理、影响因素进行了系统的分析,为生产过程中可控参数的最优设置提供理论依据和科学指导,解决生产中的实际问题,而且对现代涂装设备的研究制造、涂料的生产乃至化工、制药、喷雾干燥等各领域,都具有重要的工程意义。