基于超声雾化器的小型喷雾干燥装置设计

发布时间：2017-10-09 05:13

  本文关键词：基于超声雾化器的小型喷雾干燥装置设计

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【摘要】：随着微颗粒的优异性能越来越受到重视,微颗粒的制备仪器——喷雾干燥装置也倍受人们的关注。喷雾干燥器具有干燥速度快、操作简单方便、消除颗粒团聚等优点,但是其缺点是雾化器结构复杂、体积大。本文提出了一种基于超声雾化器的小型喷雾干燥装置,创新点在于将体积小、结构简单的超声雾化器作为小型喷雾干燥装置的雾化器,充分发挥超声雾化器的优点,并为该小型喷雾干燥装置设计了电路系统,使其仍然能够实现消除微颗粒团聚的功能。基于上述研究目的,本文的研究重点在于对超声雾化器雾化性能的研究以及小型喷雾干燥装置的电路系统设计。首先,介绍喷雾干燥装置的研究现状,并重点介绍与本文研究目的密切相关的雾化器的研究现状,并引出本文具体的研究内容。其次,介绍本文选用的超声雾化器的结构以及雾化机理,设计小型喷雾干燥装置的整体方案,并介绍小型喷雾干燥装置的工作原理及结构组成,对超声雾化器的雾化性能进行实验,简要介绍实验所需的设备及工作原理,针对本文基于超声雾化器的小型喷雾干燥装置消除微颗粒团聚这一研究目的,进行可行性验证实验。最后,设计小型喷雾干燥装置的电路系统,主要包括主控制模块的设计、超声雾化器驱动模块的设计和温控、显示以及电源模块的设计。通过实验,发现了超声雾化器产生的雾滴被喷出后不会发生二次碰撞而产生更大的雾滴,且内部包含有若干Ba TiO3颗粒的雾滴的平均直径比的纯水的雾滴平均直径小;发现了超声雾化器的驱动频率在135-141kHz范围内时,两种雾化前驱体的雾滴平均直径随频率的增加均呈减小的趋势,但减小的趋势并不明显,驱动频率在142-155kHz范围内时,可以看到两种雾化前驱体的雾滴平均直径均处于平稳波动状态;发现了随着超声雾化器的驱动电压的增大,雾滴平均直径逐渐增大,这一发现同时也证实了本文关于超声雾化器锥形微孔运动形成雾滴的雾化机理假设;发现了雾滴的平均直径随超声雾化器锥形微孔上侧孔孔径的增大略有增加,同时也证实了超声雾化器雾化机理的正确性;证实了将超声雾化器用于小型喷雾干燥装置可以有效消除微颗粒团聚。
【关键词】：超声 雾化器 喷雾干燥 团聚 DDS技术
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH122;TB4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-28
• 1.1 引言13-14
• 1.2 喷雾干燥装置的研究现状14-26
• 1.2.1 雾化器的研究现状14-25
• 1.2.2 干燥室的研究现状25-26
• 1.2.3 颗粒回收装置的研究现状26
• 1.3 课题研究目的、意义及内容26-28
• 第二章 喷雾干燥装置的原理及改进方案28-38
• 2.1 喷雾干燥装置的原理28-29
• 2.2 喷雾干燥装置的改进方案29-31
• 2.3 超声雾化器的结构31-33
• 2.4 超声雾化原理33-37
• 2.4.1 压电效应33-34
• 2.4.2 压电材料34-35
• 2.4.3 超声雾化器雾化机理35-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 超声雾化器的雾化性能研究38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 实验设备及原理简介38-40
• 3.3 雾化性能实验40-48
• 3.3.1 喷雾形态实验41-44
• 3.3.2 频率-雾滴粒径实验44-45
• 3.3.3 电压-雾滴粒径实验45-46
• 3.3.4 孔径-雾滴粒径实验46-48
• 3.4 超声雾化器的可行性验证48-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 小型喷雾干燥装置的电路设计52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 主控制模块设计52-57
• 4.2.1 ARM及Cortex-M3内核微处理器介绍52-53
• 4.2.2 微控制器STM32F10353-55
• 4.2.3 STM32F103最小系统55-57
• 4.3 超声雾化器驱动模块57-63
• 4.3.1 DDS基本原理58-59
• 4.3.2 DDS正弦信号发生模块59-62
• 4.3.3 功率放大模块62-63
• 4.4 触摸屏显示模块63
• 4.5 其他接口电路63-64
• 4.6 系统电源模块设计64-65
• 4.7 本章小结65-66
• 第五章 小型喷雾干燥装置的系统软件设计及验证性实验66-77
• 5.1 软件设计思路66-67
• 5.2 设备初始化程序67-69
• 5.3 DDS芯片驱动程序69-73
• 5.4 系统验证性实验73-76
• 5.5 本章小结76-77
• 第六章 全文总结与展望77-80
• 6.1 本文完成的主要工作77-78
• 6.2 工作展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘振华;叶世超;祝杰;段兰娟;郑雯佳;刘学瑾;;双通道气流式喷嘴雾化特性实验研究[J];化工装备技术;2015年02期

2 孔魁;胡志强;姚伟强;黄水泉;许雪峰;;静电喷雾润滑液滴的粒径分布特性研究[J];机电工程;2013年12期

3 康振兴;黄镇宇;刘小娜;周俊虎;岑可法;;三通道气力式喷嘴的雾化特性研究[J];锅炉技术;2012年05期

4 高全杰;彭承焘;邓云峰;杨国文;;雾化喷涂过程中的液滴特性研究[J];武汉科技大学学报;2010年04期

5 朱晓光;李景侠;;喷头的雾化机理及特点分析[J];化工装备技术;2010年03期

6 李波;黄镇宇;杜聪;刘建忠;周俊虎;岑可法;;三通道气力式喷嘴加压环境雾化特性试验研究[J];能源工程;2010年02期

7 张冠;李以贵;张俊峰;杨春生;刘景全;;基于声表面波的微型液滴雾化器技术[J];微纳电子技术;2009年12期

8 张冠;李以贵;;基于声表面波的微驱动技术的发展[J];微纳电子技术;2009年09期

9 赵亚辉;;压力雾化喷嘴流场试验研究[J];唐山学院学报;2008年04期

10 刘海峰,李伟锋,陈谋志,秦军,许建良,曹显奎,于遵宏;大液气质量流量比双通道气流式喷嘴雾化滴径[J];化工学报;2005年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 江峰;压电陶瓷超声雾化器研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 宋蕊;基于DDS的任意波形信号发生器[D];河北工程大学;2012年

3 陈琳晶;级联DDS低杂散技术研究[D];电子科技大学;2010年

4 刘彦娜;静电雾化过程的理论分析与数值模拟[D];东华大学;2009年

5 金春玉;空心圆锥雾化喷嘴喷雾实验与数值研究[D];上海交通大学;2007年

6 陶益凡;基于DDS的信号发生器的研制[D];南京信息工程大学;2006年

7 宿凤明;超声雾化喷嘴的实验及理论研究[D];河北工业大学;2002年

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本文编号：998320