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试议射流真空喷射镀膜射流流场数值模拟和雾化建模

收藏本文 2024-02-03 点赞:12900 浏览:49697 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:真空喷射法是制备聚合物薄膜的较为新型的策略,因其具有成膜致密、膜厚均匀可控及可制备梯度薄膜等特点而越来越受到人们的关注。本论文以在真空环境下喷射聚合物溶液制备纳米功能薄膜的真空喷射法为出发点,探讨该策略的成膜历程及成膜影响因素并通过流体力学软件Fluent对其射流流场进行模拟浅析。FLUENT是一种运用很广的流体力学模拟计算软件,将FLUENT软件运用到气体真空状态下的流场模拟,目前还没有较为系统的探讨。本论文在确定FLUENT能模拟在真空状态压力下限的基础上,通过流体力学软件Fluent对喷嘴射流流场进行了模拟浅析并在此基础上结合湍流运动建立了射流液体破碎的一次雾化模型。本论文首先概述了真空喷射法的探讨近况和国内外探讨进展及液体射流雾化的相关论述。以喷嘴结构、喷射压差及流体介质本身的物理性质三个方面模拟并浅析了其变化对喷嘴射流流场的影响。以模拟出的喷嘴射流流场的速度、压力和湍流动能等方面全面浅析射流流场对射流雾化的影响,得到在喷射压力为10MPa、喷嘴流道结构变化越大、喷嘴直径越大的射流流场雾化效果越好,液滴的平均直径越小。同时发现在真空条件下环境介质对射流运动的影响微小,由此不是射流液滴破碎的主要影响因素。在此基础上结合喷嘴内部流动情况,以湍流运动为基以湍流运动为主因结合射流表面波的变化以能量守恒为基础建立了射流液体破碎的一次雾化物理模型和数学模型,得出了真空下射流雾化破碎的临界条件,通过索特平均直径对模型进行了初步验证,用该模型浅析得到了不同的液体的索特平均直径分布。为探讨真空下为液滴的二次雾化提供初始条件,同时也为进一步探讨真空下液滴雾化的奠定了论述基础提出了进展方向。关键词:真空喷射论文射流论文雾化论文FLUENT模拟论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第1章 绪论11-29

    1.1 引言11-12

    1.2 传统溶液制备聚合物薄膜的策略12-16

    1.2.1 旋涂法12-13

    1.2.2 丝网印刷法13

    1.2.3 浸涂法13-14

    1.2.4 喷墨打印14-15

    1.2.5 喷雾热解法15-16

    1.3 真空喷射法制备聚合物薄膜介绍16-17

    1.4 真空喷射法的探讨近况17-25

    1.4.1 真空喷射法17-18

    1.4.2 电离式真空沉积法18-19

    1.4.3 脉冲喷射法19-22

    1.4.4 真空喷射法的比较22-25

    1.5 本论文的探讨目的作用和内容25-29

    1.5.1 探讨目的、作用25-26

    1.5.2 探讨内容26-29

    第2章 射流及喷雾的基本论述29-51

    2.1 喷嘴概述29-32

    2.1.1 喷嘴的国内外探讨进展情况30

    2.1.2 喷嘴的种类30-31

    2.1.3 喷嘴的雾化机理31-32

    2.2 喷嘴性能评价指标32-38

    2.2.1 喷射流量32

    2.2.2 喷雾角度32-33

    2.2.3 喷嘴雾化特性33-37

    2.2.4 喷嘴的选型37-38

    2.3 射流概述38-44

    2.3.1 射流的基本概念38-41

    2.3.2 射流的雾化参数41-44

    2.4 CFD及其软件概论44-50

    2.4.1 CFD概论44-46

    2.4.2 CFD领域通用商业软件的近况46-48

    2.4.3 本论文Fluent软件运用介绍及并行计算48-50

    2.5 本章小结50-51

    第3章 喷嘴射流流场的Fluent模拟浅析51-83

    3.1 喷嘴参数对射流流场的影响51-64

    3.1.1 流场的连续性判定51-52

    3.1.2 四种喷嘴介绍52-53

    3.1.3 射流流场的物理模型53-55

    3.1.4 射流流场的数学模型55-59

    3.1.5 射流雾化网格划分59-61

    3.1.6 边界条件的确定61-62

    3.1.7 喷嘴射流雾化流场的数值模拟结果浅析62-64

    3.2 喷嘴的改善64-81

    3.2.1 喷嘴内部流道对喷嘴射流流场的影响64-69

    3.2.2 喷嘴直径对喷嘴射流流场的影响69-74

    3.2.3 喷嘴内外压差对喷嘴射流流场的影响74-78

    3.2.4 不同液体对喷嘴射流流场影响78-81

    3.3 本章小结81-83

    第4章 湍流作用下射法一次雾化模型的建立83-103

    4.1 射流雾化机理的探讨83-90

    4.1.1 射流雾化机理的基本检测说83

    4.1.2 射流雾化的特点参数83-84

    4.1.3 喷嘴喷口流动模型的计算与数值浅析84-86

    4.1.4 真空下喷口流动数值模拟浅析86-90

    4.2 射流雾化液滴破碎模型综述90-95

    4.2.1 K-H不稳定波模型90-92

    4.2.2 泰勒比破碎模型92-95

    4.3 真空下射流雾化模型建立95-101

    4.3.1 真空下影响射流雾化的因素浅析95-96

    4.3.2 模型的基本检测设96

    4.3.3 几何模型和数学模型96-101

    4.4 本章小结101-103

    第5章 结论与展望103-105

    5.1 结论103-104

    5.2 展望104-105

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