Распыление металлических расплавов

августа 17, 2010

Одним из эффективных методов исследования механизма дробления струй жидкости является скоростная киносъемка. В последнее время ее стали применять для изучения процесса распыления металлических расплавов. Результаты работ, проведенных на жидкостях типа воды или масел, показали, что трение между внешними слоями струи и окружающей средой способствует отрыву прядей различного размера, первоначально имеющих волокнистую форму. Затем под воздействием сил поверхностного натяжения волокнистые пряди приобретают округлую форму. В работе показано, как под влиянием дутья в струе нефти образуется закрутка и наблюдается утолщение струи, в результате чего происходит ее разрыв на тонкие волокнистые пряди, которые затем дробятся на более мелкие капли. В работе описана скоростная киносъемка распыления круглой струи расплава. Съемку проводили скоростной кинокамерой СКС1М о частотой от 500 до 4000 кадр/с. Для съемки применяли два объектива: с фокусным расстоянием Fx = 80 мм, охватывающий зону 120—150 мм по высоте факела, и с фокусным расстоянием F2 = 50 мм с более крупным планом съемки. Распыляли расплавы меди, свинца, олова, а также бронз. Киносъемку распыления свинца и олова проводили с боковой подсветкой. Представлены кинограммы процесса распыления струи расплава бронзы БрОФ101.

Распыление проводили при давлении дутья 3,5—3,6 ати, скорость газового потока в точке встречи со струей металла составляла 150—200 м/с. Представлены кинограммы, изображающие моменты распыления. Промежуток времени между соседними кадрами составляет. На кинограмме отчетливо виден характер разрушения струи металла. По высоте струи можно выделить три зоны. Верхняя (I зона) представляет собой нераспавшийся (сплошной) металлический столбик длиной 1,0—1,5 мм. Эта длина соответствует удалению фокуса распыления от нижнего среза форсунки. Вторая зона (II) охватывает расстояние 10—15 мм, здесь наблюдается «отслаивание» от струи металла отдельных прядей и дробление их до частиц малых размеров. Дальнейшее движение прядей сопровождается их последующей деформацией и дроблением (III зона). Динамику процесса можно проследить, изображающем два момента распыления, разделенных промежутком времени 0,006 с. Отчетливо видны указанные три зоны. Причем видимое утолщение столбика неразрушенной части струи I зоны на кадре, а перешло в зону II на кадре, б, а зона II преобразовалась в зону III, состоящую на кадре, б из множества мелких капелек, образовавшихся в результате дробления первичных волокон и прядей расплава. Приведенные кинограммы подтверждают последовательный характер протекания процесса дробления струи расплава потоком сжатого газа.

Опубликовано в Распыленные металлические порошки