无气离心喷涂涂料液滴流场和分布特性的数值模拟

目的探究无气体输送的无气离心喷涂法过程中涂料液滴与管道内壁面之间的相互碰撞接触作用,以在高分子涂料离心喷涂法中获得致密高强度涂料内衬层。方法将涂料液滴视为离散相,利用离散元方法和涂料液滴附着力JKR接触模型,模拟无气离心喷涂涂料液滴运动特性。通过堆积角虚拟试验确定涂料液滴与壁面表面能。基于离心场作用下涂料液滴运动方程,导出旋转喷枪射流小孔出流速度计算模型。数值模拟无气离心喷涂过程涂料液滴流体动力特性,揭示涂料液滴碰撞作用下动态喷涂成膜规律。结果统计得到涂料液滴在水平壁面展平的表面能为32.7 J/m^(2)。对于一定的喷嘴射流小孔,涂料液滴小孔出流系数接近于常数。随着计算时间的推进,壁面黏附涂料液滴数不断增加。在无气旋转喷枪II旋转速度2500 r/min下,统计单元涂料液滴数最大,并且有较大的液滴数方差和相对误差。随着喷枪旋转速度的提高,涂料液滴数的方差和相对误差降低。结论为实现沿管道壁面涂料液滴均匀分布,旋转喷枪II旋转速度建议不应低于5000 r/min。