基于錐、扇型噴嘴的真空射流霧化特性研究.pdf

1、納米薄膜特別是聚合物有機(jī)納米復(fù)合薄膜，以其質(zhì)量輕、柔韌性好及易于加工等特點(diǎn)在傳感器、太陽(yáng)能電池、場(chǎng)效應(yīng)晶體管和發(fā)光二極管等光電器件領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用.傳統(tǒng)的蒸發(fā)和濺射等鍍膜方法由于存在高溫?zé)嶂聼g或分解等現(xiàn)象很難用于制備高分子聚合物有機(jī)薄膜。隨著納米材料和納米技術(shù)的發(fā)展，基于溶液的制膜方法主要有旋涂法、絲網(wǎng)印刷法、浸涂法、噴墨打印法、溶膠-凝膠法(sol-gel)法等，這些方法多是在大氣環(huán)境下進(jìn)行，存在易污染、孔洞多及溶劑殘留等問(wèn)題，影響

2、成膜質(zhì)量及其光電器件的工作壽命和性能。真空環(huán)境可有效減少薄膜中空氣及溶劑殘留，真空噴射法充分利用真空條件及液相技術(shù)并可融合化學(xué)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是一種制備有機(jī)薄膜的新型方法，可制備質(zhì)量輕、面積大、厚度均勻可控及表面光滑致密的單層、多層或梯度聚合物有機(jī)薄膜，具有良好的研究和應(yīng)用前景。
　　現(xiàn)階段關(guān)于真空噴射的文獻(xiàn)多局限于對(duì)所得薄膜形貌和光電特性的表征，而噴嘴結(jié)構(gòu)在很大程度上影響射流霧化效果，霧化效果的好壞直接決定成膜質(zhì)量。本文從真空噴射法

3、制備聚合物有機(jī)薄膜出發(fā)，利用Fluent和Gambit軟件，以圓柱形噴嘴為基礎(chǔ)，分別對(duì)錐形、錐直形、拋物錐形、雙曲錐形四種錐型噴嘴和扇形、拋物扇形、扇直形、雙曲扇形四種扇型噴嘴下的真空噴射射流流場(chǎng)進(jìn)行了模擬，分析了簡(jiǎn)單直射式噴嘴結(jié)構(gòu)對(duì)噴嘴性能、射流霧化結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。發(fā)現(xiàn)錐型噴嘴較扇型噴嘴具有較大的噴嘴出口動(dòng)壓力，射流速度和貫穿距離，對(duì)周?chē)鷼怏w的卷吸作用較大，其性能優(yōu)于扇型噴嘴;直線(xiàn)段結(jié)構(gòu)對(duì)液體具有集束、緩和作用，對(duì)噴嘴性能具有重要影響

4、。
　　基于錐直形噴嘴結(jié)構(gòu)，本文初步建立并完善錐直形噴嘴的真空射流霧化數(shù)學(xué)模型，分析了噴射參數(shù)（真空室壓力、噴射壓力）和噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)（噴嘴直徑、直線(xiàn)段長(zhǎng)度和收縮角）對(duì)真空射流霧化性能的影響。結(jié)果顯示噴嘴收縮角對(duì)噴嘴性能和射流霧化效果影響最大，并存在一最佳值(90°左右)，使得射流初始霧化錐角最大;噴嘴出口流量隨著噴嘴壓力的增加近似呈負(fù)二次冪增加;錐直形噴嘴出口體積流量與噴嘴直徑近似為二次冪增加關(guān)系，噴嘴直徑越小，射流霧化錐角越大。

5、
　　本文進(jìn)一步在圓柱形、錐和扇型噴嘴的基礎(chǔ)上，研究了扇直錐形、扇錐直形、直錐扇形、直扇錐形、錐扇直形和錐直扇形六種復(fù)合噴嘴結(jié)構(gòu)對(duì)真空射流霧化性能的影響;同時(shí)，在錐、扇型復(fù)合噴嘴的基礎(chǔ)上，對(duì)變截面流量噴嘴、撞擊式噴嘴和分流噴嘴下噴嘴內(nèi)部流動(dòng)過(guò)程和真空噴射過(guò)程進(jìn)行了模擬分析。結(jié)果表明，以錐形漸縮結(jié)構(gòu)作為出口的噴嘴具有較大的動(dòng)壓力、出口速度、流量系數(shù)、射流速度和初始霧化錐角;撞擊式噴嘴的擋塊坡度較大時(shí)，造成對(duì)流體的阻礙作用，而坡度較小