真空噴射鍍膜射流流場(chǎng)數(shù)值模擬與霧化建模.pdf

1、真空噴射法是制備聚合物薄膜的較為新型的方法，因其具有成膜致密、膜厚均勻可控及可制備梯度薄膜等特點(diǎn)而越來越受到人們的關(guān)注。本文以在真空環(huán)境下噴射聚合物溶液制備納米功能薄膜的真空噴射法為出發(fā)點(diǎn)，研究該方法的成膜過程及成膜影響因素并通過流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)其射流流場(chǎng)進(jìn)行模擬分析。FLUENT是一種應(yīng)用很廣的流體力學(xué)模擬計(jì)算軟件，將FLUENT軟件應(yīng)用到氣體真空狀態(tài)下的流場(chǎng)模擬，目前還沒有較為系統(tǒng)的研究。木文在確定FLUENT能模擬在真空

2、狀態(tài)壓力下限的基礎(chǔ)上，通過流體力學(xué)軟件Fluent對(duì)噴嘴射流流場(chǎng)進(jìn)行了模擬分析并在此基礎(chǔ)上結(jié)合湍流運(yùn)動(dòng)建立了射流液體破碎的一次霧化模型。
　　本文首先概述了真空噴射法的研究現(xiàn)狀和國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展及液體射流霧化的相關(guān)理論。從噴嘴結(jié)構(gòu)、噴射壓差及流體介質(zhì)本身的物理性質(zhì)三個(gè)方面模擬并分析了其變化對(duì)噴嘴射流流場(chǎng)的影響。從模擬出的噴嘴射流流場(chǎng)的速度、壓力和湍流動(dòng)能等方面全面分析射流流場(chǎng)對(duì)射流霧化的影響，得到在噴射壓力為10MPa、噴嘴流道結(jié)構(gòu)

3、變化越大、噴嘴直徑越大的射流流場(chǎng)霧化效果越好，液滴的平均直徑越小。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在真空條件下環(huán)境介質(zhì)對(duì)射流運(yùn)動(dòng)的影響微小，因此不是射流液滴破碎的主要影響因素。在此基礎(chǔ)上結(jié)合噴嘴內(nèi)部流動(dòng)情況，以湍流運(yùn)動(dòng)為基以湍流運(yùn)動(dòng)為主因結(jié)合射流表面波的變化以能量守恒為基礎(chǔ)建立了射流液體破碎的一次霧化物理模型和數(shù)學(xué)模型，得出了真空下射流霧化破碎的臨界條件，通過索特平均直徑對(duì)模型進(jìn)行了初步驗(yàn)證，用該模型分析得到了不同的液體的索特平均直徑分布。為研究真空下為液滴的