Estudio del comportamiento dinámico de una partícula producida con la técnica de aspersión térmica por arco eléctrico en la fase de transporte.

Abstract

En este estudio,se presenta la dinámica de una partícula termoaspersada por la técnica de arco eléctrico.En esta fasela partícula presenta movimiento desde que sale expedida de la pistola de proyección, debido a las presiones delaire comprimido utilizado en el proceso, hasta quecolisiona con el sustrato.El propósito es entender como la presión, la temperatura y el voltaje de arco afectan directamente la dinámica de la partícula mientras viaja hacia el sustrato. Para ilustrarla dinámica de la partícula se plantearon las ecuaciones de movimientopara corpúsculos con diámetrosque van desde las30 hasta las200 micras.El análisisde su aceleración, velocidad y posición, se realizó mediantemódulos de programación en MATLABrelacionados conlas variables que influyen en la fuerza de empuje la cualactúa sobrela partícula antes de colisionar con el sustrato.Con el código (script) desarrollado en MATLAB,segraficósu comportamiento. Como resultado de la investigación,se observó que las partículas de diámetros pequeños(menores a 50 micras)presentaronmayores velocidades, debido a que su aceleración depende únicamente de la fuerza de arrastre. El efecto de la presión de aire comprimido está directamente relacionada con la fuerza de empuje que se ejerce sobre la partícula, entre mayor sea la presión aplicada en este sistema abierto,su velocidad tiende a aumentar. La temperatura de fusión de los alambres y la generada por la partícula durante el proceso es proporcional al movimiento de ésta;cada vez que es acelerada por la presión de aire y al ser atomizadagenera fricción con el aire,produciendo calor el cualaumenta conforme avanza hacia el sustrato.Desde el punto de vista de los parámetros eléctricos, el voltaje tiende a influir en la aspersión de la partícula;la potencia determinada por la corriente de arco eléctrico,aumenta la temperatura para que las partículas sean fundidas y puedan proyectarse. A mayorcorriente y voltaje,mayor temperatura y mejor condición para la fusión de las partículas para generar diámetros entre30y 200 micrasde diámetro; por tanto, su aceleración es mayor en partículas condiámetros de 30a 50 micras.Los parámetros combinados de voltaje y presión, influyen en el aumento de la potencia de energía y en la fuerza de arrastre de la partícula.

In this study, the dynamics of a thermo-aspersate particle are presented by the electric arc technique. In this phase the particle presents movement from the moment it leaves the projection gun, due to the pressures of the compressed air used in the process, until it collides with the substrate. The purpose is to understand how pressure, temperature, and arc voltage directly affect particle dynamics as it travels to the substrate.To illustrate the particle dynamics, the equations of movement for corpuscles with diameters ranging from 30 to 200 microns were proposed. The analysis of its acceleration, speed and position was carried out using programming modules in MATLAB related to the variables that influence the force of thrustwhich acts on the particle before colliding with the substrate. With the code (script) developed in MATLAB, its behavior was plotted. As a result of the research, it was observed that particles of small diameters (less than 50 microns) showed higher speeds, because their acceleration depends only on the force of the drag.The effect of compressed air pressure is directly related to the force of thrust exerted on the particle, the higher the pressure applied in this open system, its speed tends to increase.The temperature of fusion of the wires and that generated by the particle during the process is proportional to the movement of the latter; each time it is accelerated by the air pressure and when atomized it generates friction with the air, producing heat which increases as it moves towards the substrate.From the point of view of the electrical parameters, the voltage tends to influence the sprinkling of the particle; the power determined by the electric arc current, increases the temperature so that theparticles are fused and can be projected. The higher the current and voltage, the higher the temperature and the better the condition for the fusion of the particles to generate diameters between 30 and 200 microns of diameter; therefore, their acceleration is greater in particles with diameters of 30 to 50 microns. The combined voltage and pressure parameters influence the increase in energy power and the force of the particle.