Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.430.038.4;532.522 DOI:10.33920/pro-2-2303-02

Numerical study of the decay model of liquid paint coatings on the example of their spraying by a centrifugal nozzle in the air

Gadalov V.N., Doctor of Technical Sciences, prof., Southwest State University, Kursk
Filonovich A.V., Doctor of Technical Sciences, prof., Southwest State University, Kursk
Gubanov O. M., Candidate of Technical Sciences, Project Manager for the development of new types of products of the Group of Companies (NLMK) PJSC Novolipetsk Metallurgical Combine, Lipetsk
Chuichenko A. A., postgraduate student, Southwest State University, Kursk

The technique of numerical simulation of the process of applying a liquid paint coating with an electric spray gun by airless spraying using a centrifugal nozzle is presented. Studies of the dynamics of the motion of a liquid paint particle in a centrifugal nozzle with a choice of its optimal parameters are presented.

В последнее время распыляющие устройства все больше используются в различных отраслях промышленного производства, в которых появляются новые способы распыления и соответственно новые конструкции распылительных устройств. Одним из современных методов нанесения жидких лакокрасочных покрытий на различные поверхности является метод безвоздушного распыления с использованием центробежной форсунки [1–4].

В связи с этим особый интерес представляет исследование динамики движения частиц жидкого лакокрасочного покрытия в центробежной форсунке методами математического моделирования [5–8].

Схема расчетной модели представлена на рис. 1. В схеме предусмотрена цилиндрическая вихревая камера а — 2–2»- а», в которую жидкость поступает по нескольким тангенцианальным каналам, расположенным в одной плоскости 1–1» , перпендикулярной оси форсунки О — O». Coпло форсунки 3–4–4» — 3» также имеет цилиндрическую форму, переход оси вихревой камеры к соплу образован поверхностью усеченного конуса 2–3–3»-2».

Для исследования движения частицы в сопле центробежной форсунки воспользуемся уравнениями Лагранжа 1-го рода [9–10]:

где Fx, Fy, Fz — проекции на оси координат внешних сил, действующих на частицу;

m — масса частицы жидкости;

— неопределенный множитель Лагранжа; N — нормальная сила реакции поверхности;

Присоединяя к уравнениям (1) уравнения связи, получим для конического участка:

где R — радиус основания конуса;

h — высота конуса.

Для цилиндрического участка:

где R — радиус цилиндрической части.

Получаем систему четырех уравнений с четырьмя неизвестными х, у, z и l. Полученную систему уравнений решаем в среде MATHCAD. В результате получаем график траектории частицы жидкости в сопле центробежной форсунки и значения проекций скоростей частицы жидкости на оси координат на выходе из форсунки.

Корневой угол факела определяется отношением тангенциальной

осевой ω = z, составляющих скорости [3]:

Для проверки адекватности составленной математической модели были проведены экспериментальные исследования процесса распыления жидкости. Исследования проводились на экспериментальной установке, на базе электрического краскораспылителя «Мастер» КР-260. Для определения корневого угла факела распыленной жидкости применялось фотографирование факела, освещенного сильным боковым светом, на фоне экрана из черного бархата. Корневой угол факела определяли по полученному фотоснимку. На рис. 2 (а, б) приведены фотографии струи в режиме распыления.

For citation:
Gadalov, Filonovich, Gubanov, Chuichenko, Numerical study of the decay model of liquid paint coatings on the example of their spraying by a centrifugal nozzle in the air. Chief Mechanical Engineer. 2023;3.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: