3.2. Процеси в потоці газу і частинок

Головними цільовими процесами, які відбуваються з частинками матеріалу у високотемпературному газовому потоці, є надання матеріалу напрямленого руху і його нагрівання (до температури плавлення і вище). Крім того, частинки дисперсної фази активно взаємодіють із навколишнім середовищем.

Прискорення частинок матеріалу. При газотермічних методах нанесення покриттів у просторі формується гетерофазниіі потік, тобто потік, в якому всередині газового середовища знаходиться дисперсна фаза — частинки матеріалу, який напилюється. Крім цих двох основних компонентів, у потоці можуть бути гази, які потрапили до нього з навколишнього середовища; компоненти, які спеціально введені для цілеспрямованого впливу на основу і матеріал, який напилюється і формується; продукти взаємодії матеріалу з несучим середовищем (пара, продукти сублімації, дисоціації, хімічних реакцій тощо).

Порошок подається у високотемпературний струмінь, як правило, в суміші з транспортувальним газом, функціональне призначення якого — створити газодисперсну суміш із максимально однорідним розподілом маси дисперсної фази в об'ємі газу і надати частинкам швидкості, достатньої для їх проникнення в найбільш нагріту, приосьову область струменя (рис. 3.13).

Найпоширенішими є дві схеми подачі порошку — аксіальна та радіальна.

За першою схемою напрямок подачі газодисперсної суміші збігається з напрямком руху потоку високотемпературного струменя (рис. 3.13, а). За другою схемою — напрямки не збігаються (рис. 3.13, б). Перша схема широко використовується при газо-полуменевому та детонаційному напиленні, друга — при плазмовому нанесенні покриттів.

Формування потоку частинок при розпиленні дроту здійснюється внаслідок плавлення високотемпературним потоком газу його торця і подрібнення об'єму розплаву, який утворюється, на дрібні частинки.

Частинка матеріалу, потрапляючи в потік газу, рухається під дією кількох сил. У загальному випадку рівняння руху частинок має вигляд

тч^7Г= ^а+^т + ^ж+^+/7тф + ^пр+/м + /7Б- '.' (3.14)