真空噴霧法的噴嘴內(nèi)部空化流動及噴霧過程模擬研究.pdf

1、真空噴霧法是制備聚合物薄膜較為新型的方法，其因具有成膜致密、膜厚均勻可控及可制備梯度薄膜等特點而受到人們越來越多的關(guān)注。本文以真空環(huán)境下噴射聚合物溶液制備聚合物功能薄膜的真空噴霧法為基礎(chǔ)分析其成膜影響因素。首先對現(xiàn)有的真空噴霧法進行分類總結(jié)，雖然這些方法均建立了實驗裝置并成功制備出性能良好的聚合物薄膜，但對相關(guān)真空噴霧成膜過程卻未見詳細分析，研究尚有許多空白之處。由于實驗研究周期大且費用高，數(shù)值模擬研究體現(xiàn)出其優(yōu)越性。
　　整個噴

2、霧鍍膜過程可分為噴嘴內(nèi)部流動、噴嘴外部流動和霧滴沉積過程，本文對真空噴霧法的數(shù)值模擬研究主要對前兩部分來進行，其中噴嘴內(nèi)部流動模擬分析結(jié)果也為噴嘴外部霧化模擬提供了初始條件?？栈瘜娮靸?nèi)部流動有較大影響，本文首先對不同出口壓力、不同噴射壓力、不同噴嘴直徑、不同噴嘴長度和不同工作流體的噴嘴內(nèi)部流動進行了模擬分析，通過對比噴嘴內(nèi)壁面、出口徑向以及軸線上蒸汽量和湍動能分布分析以上參數(shù)對噴嘴內(nèi)部流動的影響，此外還分析了不同參數(shù)下的噴嘴流量系數(shù)。

3、噴嘴外部噴霧場模擬與噴嘴內(nèi)部流動模擬相對應，通過分析噴射束寬度、噴霧貫穿距離、霧滴索特平均直徑以及霧滴直徑總體分布來確定模擬參數(shù)對噴霧特性的影響。
　　結(jié)果發(fā)現(xiàn):出口壓力低于0.1 MPa后，噴嘴內(nèi)部流動參數(shù)并沒有明顯變化。環(huán)境壓力低于1 KPa后，霧滴直徑總體分布不再變化;提高噴射壓力使噴嘴內(nèi)蒸汽量和湍動能均提高，但噴射壓力高于30 MPa后，噴嘴內(nèi)蒸汽量無明顯變化，高噴射壓力形成的噴霧特性較好;噴嘴壁面及出口徑向蒸汽量隨噴嘴直