靜電噴霧電場的建模與分析

結(jié)論總結(jié)本文利用了AnsoftMaxwell有限元分析軟件對(duì)靜電噴霧的工作電場的形態(tài)分布做了有限元仿真，并得出了電場分布與影響因素的基本關(guān)系和對(duì)電場分布完成了優(yōu)化工作，并運(yùn)用科學(xué)的方法分析了工作電壓、工作距離、針頭尺寸、針頭分布、接收板形狀、約束電極布置等因素對(duì)工作電場形態(tài)分布的影響，并從單針頭噴霧到雙針頭噴霧，從二維層面的仿真擴(kuò)展到了三維。綜合全文，可以得到以下結(jié)論：1、靜電噴霧的過程中工作電場形態(tài)分布是有規(guī)律的，不論單針頭噴霧和雙針頭噴霧。在一定的電壓范圍內(nèi)，噴頭上加載的電壓與最大電場強(qiáng)度呈正相關(guān)的線性關(guān)系，而噴霧距離與最大電場強(qiáng)度呈反比關(guān)系，且在隨噴霧距離的增大，最大電場強(qiáng)度減小的過程中，會(huì)存在一定的回升現(xiàn)象，單針頭噴霧的電場分布是以針管為軸呈軸對(duì)稱分布，而雙噴頭噴霧的對(duì)稱軸則為兩個(gè)噴頭的對(duì)稱軸，它們的最大電場強(qiáng)度在噴口處，且電場方向垂直于極板。2、噴霧距離的大小對(duì)工作電場的形態(tài)分布是否均勻影響較大。當(dāng)噴霧距離過小的時(shí)，會(huì)造成遠(yuǎn)離噴口一段距離就會(huì)產(chǎn)生電場場強(qiáng)急劇下降的現(xiàn)象，從而影響射流的持續(xù)性。當(dāng)距離過大時(shí)，會(huì)使得最大電場強(qiáng)度過小，從而影響到液滴的分裂，繼而影響靜電噴霧的效果。3、極板的形態(tài)得到優(yōu)化之后，能夠提升最大電場強(qiáng)度，所以在經(jīng)過電場形態(tài)分布優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行接收極板的優(yōu)化則完成了本文對(duì)電場形態(tài)分布的優(yōu)化工作，即電場分布穩(wěn)定，同時(shí)又不會(huì)因?yàn)樽畲箅妶鰪?qiáng)度過小繼而影響到噴霧的效果。展望靜電噴霧技術(shù)對(duì)于制作納米材料具有極大的意義。隨著單針頭靜電噴霧與影響因素的規(guī)律的揭示，對(duì)進(jìn)一步的推動(dòng)靜電噴霧技術(shù)的研究和深入探究靜電噴霧技術(shù)的工藝參數(shù)具有重要價(jià)值。雙噴頭噴霧可以提高噴霧效率，在噴霧效果方面以后應(yīng)多加研究在雙噴頭中間位置噴霧是否均勻并進(jìn)行優(yōu)化，從而提高噴霧效率。參考文獻(xiàn)任秀鋒.感應(yīng)靜電霧化理論與實(shí)驗(yàn)研究[D].東北大學(xué),2013.汪朝暉.高壓靜電場中液體射流的霧化研究及應(yīng)用[D].重慶大學(xué),2009.JoanRosell-Llompart,JordiGrifollb,IgnacioG.Loscertalesc.Electrospraysinthecone-jetmode:FromTaylorconeformationtospraydevelopment,2018.劉正華.基于MATLAB和COMSOL的靜電噴霧軌跡仿真研究及應(yīng)用[D].2016.李敏浩.雙噴頭近場電紡沉積定位特性研究[D].2016.劉正華,王兢,杜海英.基于聯(lián)合仿真方法研究靜電噴霧軌跡[J].材料研究學(xué)報(bào),2018.高全杰.靜電涂油機(jī)中油液的荷電霧化研究[J].中國機(jī)械工程,2002,13(7):552-554.HoyerB,SorensenG,JensenN.ElectrostaticSpraying:ANovelTechniqueforPreparationofPolymerCoatingsonElectrodes[J].AnalyticalChemistry,1996,68(21):3840-3844.周浩生,陸繼東,羅惕乾.靜電場對(duì)氣動(dòng)噴頭霧化性能的影響研究[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào),1998(3):56-58.李海強(qiáng).靜電噴霧的工作原理及分析[J].綠色科技,2013(7):303-304.王法平.靜電噴霧錐射流霧化及沉積特性研究[D],2016.胡迎鋒.高壓靜電場中幾種液體介質(zhì)的霧化機(jī)理探討與試驗(yàn)研究[D].武漢科技大學(xué),2006.MackyW.A.Researchonunchargedwaterdropsinuniformelectricfield[J].Proc.Roy.Soc,1931,A(133):565-570.GomezA.,TangK.Atomizationanddispersionofquasi-monodisperseelectrostaticspraysofheptane[C].Proceedingsofthe5thInternationalConferenceonLiquidAtomizationandSpraySystems.Gaithersburg,USA,1998.WatanabeH.,MatsuyamaT.,YamamotoH.Experimentalstudyonelectrostaticatomizationofhighlyviscousliquids[J].JournalofElectrostatics,2003,57(2):183-197.LoscertalesIG，BarreroA，GuerreroI，etal.Micro/nanoencapsulationviaelectrifiedcoaxialliquidjets[J].Science，2002，295（5560）：1695-1698.李鈴鈴.一維二氧化鈦基復(fù)合納米光催化材料的產(chǎn)氫性能研究[D].2015.蔣屏,譚彥,田三萍.同軸靜電噴霧法制備單分散載藥納米粒進(jìn)展[J].中南藥學(xué),2018.李世武.燃油帶電荷輔助霧化的機(jī)理與試驗(yàn)研究[D].吉林工業(yè)大學(xué),2000.李世武,王云鵬.靜電霧化技術(shù)在汽車節(jié)能降排中的應(yīng)用[J].汽車工程,2001,23(4):283-286.張軍,聞建龍,王軍鋒.不同霧化模式下靜電霧化的霧滴特性[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,27(2):105-108.李慶,殷宇朝,劉曉娃.霧化液滴在高壓靜電場中的動(dòng)力學(xué)過程[J].高電壓技術(shù),2017(02):190-195.莊晨俊,鐘宇.靜電噴涂技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].食品研究與開發(fā),2018,39(10):195-200.韓寅奔,董泉潤.電推進(jìn)器動(dòng)力系統(tǒng)衛(wèi)星軌道優(yōu)化控制仿真[J].航空計(jì)算技術(shù),2018,48(2):22-25.孫紅娟.無葉片風(fēng)力發(fā)電靜電霧化系統(tǒng)電場特性研究[D].東華理工大學(xué),2018.李敏浩.雙噴頭近場電紡沉積定位特性研究[D].2016.趙益攀.基于電源線載波的防火排煙閥智能執(zhí)行器研究[D].2016.東北電力大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文致謝本次課題的研究內(nèi)容是在房海瑞老師的細(xì)心指導(dǎo)和嚴(yán)格監(jiān)督下完成的,在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，都有老師的指導(dǎo)、監(jiān)督和解惑。房老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，扎實(shí)的學(xué)術(shù)功底，實(shí)事求是的精神使得我受益匪淺。更加令我觸動(dòng)的是房老師的敬業(yè)精神，為我們批閱記錄本和讀書筆記工作到深夜，并且做出了詳細(xì)的批注。在這里我向房海瑞老師說一聲衷心的感謝和誠摯的敬意。在這個(gè)課題的研究期間，我從懵懵懂懂到漸漸入門，萬事開頭難，老師教會(huì)我的不僅僅是知識(shí)和技能，更讓我懂得了腳踏實(shí)地，勤奮嚴(yán)謹(jǐn)才是端正的學(xué)習(xí)態(tài)度。與此同時(shí)老師還不忘關(guān)心我們的就業(yè)情況，我本人或多或少有些就業(yè)恐慌，方老師對(duì)我進(jìn)行了心理疏導(dǎo)，而且與老師相處的過程中老師營造了很融洽的氛圍，使學(xué)習(xí)和提出問題