engineer of Chair “Technologies and Systems for Automated Design of Metallurgical Processes” (1101)
инженер кафедры 1101 «Технологии и системы автоматизированного проектирования металлургических процессов»
technician of Chair “Technologies and Systems for Automated Design of Metallurgical Processes” (1101)
техник кафедры 1101 «Технологии и системы автоматизированного проектирования металлургических процессов»
Doctor of Sciences (Engineering), professor of Chair “Technologies and Systems for Automated Design of Metallurgical Processes” (1101)
доктор технических наук, профессор кафедры 1101 «Технологии и системы автоматизированного проектирования металлургических процессов»
The process of melt dispersion on a rotating bowl is a common method for producing metal powders. It is difficult to study the dispersion process on real melts, including by visualisation methods. Therefore, it is proposed to study the influence of such factors as the jet fall height, liquid flow rate, surface wetting, and the presence of a bowl wall on the process of obtaining small droplets using a model liquid without crystallisation, recording the process by high-speed shooting. The purpose of this work is to determine the most favourable dispersion conditions, when all the supplied liquid turns into droplets without the formation of large droplets, additional jets leading to secondary spraying. A glycerol solution in water with a viscosity equal to the viscosity of tin melt was chosen as a model liquid. The dispersion process was shot on a high-speed camera with a shooting frequency of 1,200 frames per second. It was found that when increasing the melt flow, a change in the spray mode is observed. With an increase in pressure, the flow and kinetic interaction of the jet with the surface of the bowl, increase, and consequently, the excess liquid, which is sprayed prematurely, increases. At any flow of the supplied liquid, if the liquid does not get to the centre, secondary spraying occurs due to the destruction of the film, on the hydraulic jump, because of the uneven radial velocity at the peak of the jump. When the feed height changes from 100 to 150 mm, secondary spraying in the form of droplets is observed at the hydraulic jump area. The number of spirals and secondary spraying affect the increase in the size of the particle fraction. In the range of the jet fall height from 50 to 100 mm, an optimal process is observed, in which it is possible to obtain the smallest fraction. In the experiment, a tendency to improve the spraying process when increasing the bowl surface finish was observed. Due to the walls of the bowl, the path of the liquid before it leaves the bowl increases, drops flying above the surface of the bowl are destroyed into a film, therefore, the dispersion process improves
Процесс диспергирования расплава на вращающейся чаше является распространенным методом получения металлических порошков. Изучение процесса диспергирования на реальных расплавах, в том числе методами визуализации, затруднено. Поэтому влияние таких факторов, как высота падения струи, величина потока жидкости, смачивание поверхности, наличие стенки у чаши, на процесс получения мелких капель предложено изучить с помощью модельной жидкости без кристаллизации, фиксируя процесс путем высокоскоростной съемки. Цель работы – определение наиболее благоприятных условий диспергирования, когда вся подаваемая жидкость превращается в капли без образования крупных капель, дополнительных струй, приводящих к вторичному распылению. В качестве модельной жидкости выбран раствор глицерина в воде с вязкостью, равной вязкости расплава олова. Процесс диспергирования снимался на высокоскоростную камеру с частотой съемки 1200 кадров/с. Установлено, что при увеличении потока расплава наблюдается изменение режима распыления. При росте давления увеличивается поток и кинетическое взаимодействие струи с поверхностью чаши, а следовательно, избыток жидкости, который распыляется преждевременно. При любом потоке подаваемой жидкости, если жидкость не попадает в центр, происходит вторичное распыление за счет разрушения пленки на гидравлическом скачке из-за неравномерной радиальной скорости на пике скачка. При изменении высоты подачи от 100 до 150 мм наблюдается вторичное распыление в виде капель в месте гидравлического скачка. Количество спиралей и вторичное распыление влияют на увеличение размера фракции частиц. В диапазоне высоты падения струи от 50 до 100 мм отмечается оптимальный процесс, при котором можно получить наименьшую фракцию. В эксперименте наблюдалась тенденция к улучшению процесса распыления при повышении чистоты обработки поверхности чаши. За счет стенок чаши увеличивается путь жидкости до выхода ее с чаши, разрушаются в пленку капли, летящие над поверхностью чаши, вследствие чего улучшается процесс диспергирования.