毛细管静电雾化过程及雾化特性的研究
发布时间：2023-08-29 20:11
静电雾化可以获得均匀、单一的微米级雾滴,并且在不同的操作参数下可以得到不同的雾化模式以及不同粒径的雾滴,因此静电雾化被广泛应用于喷墨打印、喷涂、空间推进器等领域。静电雾化过程中液滴/射流受力状况复杂,并且各种力之间存在难以表述的耦合关系,目前在学术上难以获得一个特定的物理模型对其进行描述。本文运用实验方法对毛细管静电雾化过程及雾化特性进行了详细的研究,探讨了在不同雾化模式下雾化液滴/射流的受力、周期特性以及微滴/纺锤模式下液滴/射流的形态特征,具体工作如下:首先,设计并搭建了毛细管静电雾化实验装置,运用高速数码摄像技术记录了无水乙醇单毛细管静电雾化过程,获得了滴状、微滴状、纺锤、多纺锤、锥射流、摆动射流、旋转射流、多股射流等典型的雾化模式,初步分析了单毛细管无水乙醇雾化液滴在不同雾化模式下的受力,并探讨了雾化液滴的运动轨迹与雾化液滴受力之间的关系。研究结果表明:在静电雾化过程中,雾化液滴主要受到重力、库仑力、表面张力、电场力以及变形力等多种力场的作用。当电压较低时,重力与表面张力在雾化过程中起到主导作用;随着电压的增加,电场力逐渐成为影响雾化过程的主导因素。这种多种电场力之间的相互转换...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外静电雾化的研究概况
1.2.1 毛细管静电雾化与力学过程的国外研究
1.2.2 毛细管静电雾化与力学过程的国内研究
1.2.3 雾化液滴周期特性的国外研究
1.2.4 雾化液滴周期特性的国内研究
1.3 本文研究的主要内容
第二章 液滴荷电与静电雾化模式研究
2.1 雾化液滴的荷电方式
2.1.1 电晕荷电
2.1.2 感应荷电
2.1.3 接触荷电
2.2 液滴电荷的衰竭
2.3 带电液滴的破碎机理
2.4 静电雾化模式的显微形态分析
2.4.1 滴状模式
2.4.2 纺锤模式
2.4.3 锥射流模式
2.4.4 脉动锥射流模式
2.4.5 多股射流模式
2.5 本章小结
第三章 不同雾化模式下液滴/射流力学过程分析
3.1 实验装置与参数
3.2 作用在液滴/射流上的力
3.2.1 体积力
3.2.2 表面力
3.2.3 其他力
3.3 液滴/射流受力分析
3.3.1 滴状模式
3.3.2 微滴模式
3.3.3 纺锤模式
3.3.4 多纺锤模式
3.3.5 摆动射流模式
3.3.6 旋转射流模式
3.3.7 锥射流模式
3.3.8 多股射流模式
3.4 本章小结
第四章 静电雾化液滴周期特性分析
4.1 引言
4.2 实验装置与参数
4.2.1 实验装置
4.2.2 实验参数
4.3 单毛细管雾化周期分析
4.3.1 滴状模式
4.3.2 微滴模式
4.3.3 纺锤模式
4.3.4 脉动锥射流模式
4.4 单毛细管雾化周期特性分析
4.4.1 无水乙醇单毛细管雾化周期特性分析
4.4.2 去离子水单毛细管雾化周期特性分析
4.5 双毛细管雾化周期特性分析
4.5.1 无水乙醇双毛细管雾化周期特性分析
4.5.2 去离子水双毛细管雾化周期特性分析
4.6 单、双毛细管雾化周期特性对比
4.7 本章小结
第五章 静电雾化微滴/纺锤模式下雾滴/射流特性研究
5.1 实验装置与参数
5.2 带电雾化液滴荷质比的测量方法
5.3 实验结果与分析
5.3.0 雾化单液滴的荷质比测量
5.3.1 微滴/纺锤雾化模式
5.3.2 微滴/纺锤模式下液滴雾化周期特性
5.3.3 微滴/纺锤模式下雾化液滴长/短轴特性
5.3.4 微滴/纺锤模式下当量直径特性
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的科研情况
参加的科研项目
发明专利申请与授权
本文编号：3844205
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外静电雾化的研究概况
1.2.1 毛细管静电雾化与力学过程的国外研究
1.2.2 毛细管静电雾化与力学过程的国内研究
1.2.3 雾化液滴周期特性的国外研究
1.2.4 雾化液滴周期特性的国内研究
1.3 本文研究的主要内容
第二章 液滴荷电与静电雾化模式研究
2.1 雾化液滴的荷电方式
2.1.1 电晕荷电
2.1.2 感应荷电
2.1.3 接触荷电
2.2 液滴电荷的衰竭
2.3 带电液滴的破碎机理
2.4 静电雾化模式的显微形态分析
2.4.1 滴状模式
2.4.2 纺锤模式
2.4.3 锥射流模式
2.4.4 脉动锥射流模式
2.4.5 多股射流模式
2.5 本章小结
第三章 不同雾化模式下液滴/射流力学过程分析
3.1 实验装置与参数
3.2 作用在液滴/射流上的力
3.2.1 体积力
3.2.2 表面力
3.2.3 其他力
3.3 液滴/射流受力分析
3.3.1 滴状模式
3.3.2 微滴模式
3.3.3 纺锤模式
3.3.4 多纺锤模式
3.3.5 摆动射流模式
3.3.6 旋转射流模式
3.3.7 锥射流模式
3.3.8 多股射流模式
3.4 本章小结
第四章 静电雾化液滴周期特性分析
4.1 引言
4.2 实验装置与参数
4.2.1 实验装置
4.2.2 实验参数
4.3 单毛细管雾化周期分析
4.3.1 滴状模式
4.3.2 微滴模式
4.3.3 纺锤模式
4.3.4 脉动锥射流模式
4.4 单毛细管雾化周期特性分析
4.4.1 无水乙醇单毛细管雾化周期特性分析
4.4.2 去离子水单毛细管雾化周期特性分析
4.5 双毛细管雾化周期特性分析
4.5.1 无水乙醇双毛细管雾化周期特性分析
4.5.2 去离子水双毛细管雾化周期特性分析
4.6 单、双毛细管雾化周期特性对比
4.7 本章小结
第五章 静电雾化微滴/纺锤模式下雾滴/射流特性研究
5.1 实验装置与参数
5.2 带电雾化液滴荷质比的测量方法
5.3 实验结果与分析
5.3.0 雾化单液滴的荷质比测量
5.3.1 微滴/纺锤雾化模式
5.3.2 微滴/纺锤模式下液滴雾化周期特性
5.3.3 微滴/纺锤模式下雾化液滴长/短轴特性
5.3.4 微滴/纺锤模式下当量直径特性
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的科研情况
参加的科研项目
发明专利申请与授权
本文编号：3844205
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