多射流平面噴嘴靜電紡絲實(shí)驗(yàn)與理論研究.pdf

1、本文對(duì)平面噴嘴靜電紡絲進(jìn)行了研究，通過電場(chǎng)模擬設(shè)計(jì)了電場(chǎng)均勻的平面噴嘴靜電紡絲裝置并進(jìn)行紡絲；通過對(duì)不同電場(chǎng)中射流運(yùn)動(dòng)的研究，分析了不同電場(chǎng)對(duì)射流運(yùn)動(dòng)及納米纖維性能的影響；研究了多射流平面噴嘴靜電紡絲結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)纖維性能和纖維氈形貌的影響，并設(shè)計(jì)了多層平面靜電紡絲噴嘴；研究了多射流靜電紡絲射流在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，探討了多射流靜電紡絲中射流偏移的影響因素；論文的最后將電場(chǎng)與流場(chǎng)進(jìn)行耦合，模擬了射流在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，并完成了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本

2、論文共分為七章。
　　第一章總結(jié)了靜電紡絲的機(jī)理，射流運(yùn)動(dòng)模擬和多射流靜電紡絲實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀，并指出了研究的不足。從這些研究現(xiàn)狀說明本文的研究意義和研究?jī)?nèi)容。
　　第二章通過有限元計(jì)算軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的靜電紡絲裝置的電場(chǎng)分布進(jìn)行了模擬，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試的方法驗(yàn)證了軟件對(duì)電場(chǎng)計(jì)算結(jié)果。設(shè)計(jì)了電場(chǎng)分布均勻的平面噴嘴靜電紡絲裝置，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電場(chǎng)分布均勻的靜電紡絲裝置所紡的納米纖維直徑更細(xì)、更均勻。
　　第三章采用高速攝像技術(shù)拍攝

3、了單根射流在不同電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，通過所拍攝射流的運(yùn)動(dòng)軌跡，選用了射流直線段長(zhǎng)度、鞭動(dòng)振幅，鞭動(dòng)頻率和鞭動(dòng)區(qū)域射流速度四個(gè)參數(shù)對(duì)射流在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行表征，并對(duì)射流在不同電場(chǎng)中的拉伸率進(jìn)行計(jì)算?；陔妶?chǎng)分布計(jì)算結(jié)果，采用數(shù)值模擬的方法，對(duì)射流在不同電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了模擬，并與測(cè)量值進(jìn)行了對(duì)比。
　　第四章設(shè)計(jì)了多射流平面噴嘴靜電紡絲裝置，并對(duì)聚四氟乙烯板厚度、電極直徑和孔距三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)平面噴嘴靜電紡絲工藝的影響進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究；最后

4、對(duì)通過對(duì)噴嘴表面的電場(chǎng)模擬，以設(shè)計(jì)電場(chǎng)均勻的多射流紡絲噴嘴為目的，通過提高平面噴嘴中間區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了19孔多層平面噴嘴靜電紡絲裝置。
　　第五章對(duì)比研究了七孔平面噴嘴靜電紡絲裝置與傳統(tǒng)七針靜電紡絲裝置的電場(chǎng)分布，以及電場(chǎng)分布對(duì)多射流靜電紡絲裝置中射流在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的影響。針對(duì)平面噴嘴靜電紡絲裝置和七針靜電紡絲裝置設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)，選取了中間位置射流直線段長(zhǎng)度、中間位置射流鞭動(dòng)包絡(luò)角、外圍射流直線段長(zhǎng)度、外圍射流鞭動(dòng)包絡(luò)角和外

5、圍射流的偏移角度五個(gè)參數(shù)對(duì)多射流在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了表征，并結(jié)合電場(chǎng)模擬結(jié)果對(duì)射流偏移的影響因素進(jìn)行了分析。
　　第六章對(duì)射流的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了模擬。使用COMSOL Multiphysics軟件先對(duì)純流場(chǎng)情況下射流的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行模擬，模擬了不同的紡絲工藝參數(shù)對(duì)射流速度的影響。然后將聚合物流體流場(chǎng)與電場(chǎng)進(jìn)行耦合，研究了不同的電壓對(duì)射流運(yùn)動(dòng)速度的影響，并與前文對(duì)射流速度的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
　　第七章是本論文的總結(jié)和展望。列舉了文中的