高壓微射流制備微納乳劑的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、高壓微射流均質(zhì)技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于微納乳劑的制備，但是仍存在一些亟需解決的問題，如對均質(zhì)過程中流場參數(shù)的變化規(guī)律，流場參數(shù)的分布特征，粒徑變化的直接影響因素等方面研究都有欠缺，無法提高實(shí)際生產(chǎn)中的質(zhì)量和效率。本文以Niro-Soavi NS1001L型高壓均質(zhì)機(jī)作為實(shí)驗(yàn)設(shè)備，采用理論分析、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了微射流均質(zhì)過程中不同操作參數(shù)對液滴粒徑變化的影響以及液滴粒徑的變化機(jī)理。
　　在宏觀層面，通過液滴的破碎

2、理論分析液滴的破碎過程，在微觀層面，從液膜破碎的角度分析微粒破碎、聚合過程，加深對高壓均質(zhì)過程中粒徑變化的過程解析，為實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果的分析打下理論基礎(chǔ)。
　　通過高壓微射流均質(zhì)實(shí)驗(yàn)平臺，對均質(zhì)壓力，均質(zhì)次數(shù)，油相體積分?jǐn)?shù)3個(gè)變量分別進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。在顯微鏡下觀察均質(zhì)前后液滴在連續(xù)相中的分布狀態(tài)，得出了各因素并對粒徑變化的影響規(guī)律，通過正交實(shí)驗(yàn)分析出突出影響因素。
　　對微射流高壓均機(jī)工作部位（高壓均質(zhì)腔

3、）進(jìn)行幾何建模，進(jìn)行了整體的網(wǎng)格劃分和局部網(wǎng)格加密，采用Realizablek-ε湍流模型對連續(xù)相模擬，壁面區(qū)域采用標(biāo)準(zhǔn)的壁面函數(shù)。通過PBM模型對離散相的破碎與聚合過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，采用了SIMPLIC的方法實(shí)現(xiàn)壓力-速度的耦合計(jì)算。
　　通過一系列模擬計(jì)算，得到了高壓均質(zhì)腔內(nèi)部的壓力場、速度場、湍流動能，研究了壓力對速度和湍流動能的影響規(guī)律。結(jié)果表明：高壓均質(zhì)過程中液滴的破碎和聚合受湍流的支配；隨著均質(zhì)壓力的增加，液滴的聚合