Artykuły branżowe

Podstawowe informacje

W prawie wszystkich rozpylaczach następuje rozpad lakieru na kropelki poprzez wysoki relatywny przepływ lakieru i powietrza. W niektórych rozpylaczach, jak np. typu airless, główną rolę odgrywa przyspieszenie lakieru, w innych natomiast powietrza. Oprócz prędkości, ważnymi parametrami, które warunkują rozpylanie są także poziom turbulencji w przepływie powietrza oraz tworzenie się niejednorodnych sił ścinających. Zasadniczo rozróżnia się rozpad pierwotny w wiązadła i cząstki w pobliżu dyszy oraz rozpad wtórny niestabilnych kropelek i wiązadeł w dalszej odległości.

Dlaczego jest to ważne?

Odpowiednie numeryczne symulacje okazują się efektywnym narzędziem do pozyskiwania fundamentalnej wiedzy o procesie, a przez to do lepszego zrozumienia przebiegu rozpylania. Ma to szczególnie duże znaczenie dla rozwoju i dalszej optymalizacji rozpylaczy pneumatycznych, a tym samym dla procesów lakierniczych o wysokich wymaganiach jakościowych odnośnie powłok.

Wyniki symulacji pokazują, że w pobliżu dyszy tworzą się fale na powierzchni strumienia cieczy, co jest spowodowane wysokimi relatywnymi prędkościami lakieru i powietrza. Wynikiem tego w kolejnej fazie jest tworzenie się w lakierze niejednorodnych sił ścinających, które prowadzą następnie do powstawania nitek. Pierwotny rozpad cieczy z ukazaniem wpływu różnych własności cieczy oraz parametrów procesowych został przykładowo zobrazowany na załączonych rysunkach. Pokazany może zostać nie tylko stopień rozdrobnienia rozpylanej cieczy, ale także długość strumienia cieczy aż do rozpadu. Dla danej dyszy lakierniczej, długość rozpadu strumienia cieczy zwiększa się wraz ze wzrostem lepkości i ilości lakieru, jak również zmniejszeniem ilości powietrza w rozpylaczu.

Symulacje rozpylania pokazują także, że wpływ powietrza z dyszy dla pierwotnego rozpylania jest z reguły pomijalny. O wiele ważniejszy jest jego wpływ na wtórne rozpylanie i formowanie strumienia natryskowego. Asymetrie w obrazie natrysku mogą zostać przewidziane poprzez wyliczenie pola prędkości przepływu powietrza w pobliżu dyszy. Ich zgodność została zwalidowana poprzez eksperymentalne analizy w IPA.

Michał Bedyk

Nr 13/2015, str. 6