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1、第49卷第6期Vol.49,No.6真空VACUUM2012年11月Nov.2012基于Fluent模拟分析的真空下液体射流喷嘴的选型12韩宇,李建昌(1.沈阳理工大学应用技术学院,辽宁抚顺113122;2.东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳110819)摘要:本文以真空喷射法制备聚合物薄膜为研究背景,对其重要的发生元件喷嘴进行了选型研究。现阶段应用最为广泛的直射式喷嘴有直线型、锥形、锥直型和抛物线型四种类型,通过Fluent软件对喷嘴喷射后的液体射流流速、压力分布和湍流强度三个方面进行了模拟分析。结果表明:在相同的初始
2、条件下,锥形直射式喷嘴其射流速度分布均匀,压力分布也比较均匀,射流流场的扩散性优于其它类型的喷嘴;此外其射流雾化后的液滴尺寸分布均匀,射流的贯穿距离较长,液体出喷嘴后湍流强度较大,射流后液体的雾化破碎效果较好,更适于制备成膜致密,膜厚均匀可控的聚合物薄膜。关键词:真空喷射法;喷嘴;射流流场;高分子薄膜中图分类号:TB751文献标识码:A文章编号:1002-0322(2012)06-0019-05NozzleselectionforvacuumliquidjetspraybasedonFluentsimulation12HAN
3、Yu,LIJian-chang(1.PolytechnicSchool,LiaoningLigongUniversity,Fushun113122,China;2.SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation,NortheastemUniversity,Shenyang110819,China)Abstract:Takingthevacuumspraydepositionofpolymerfilmasresearchbackground,theselectionofnozzletype
4、wasstudied.Nowadays,themostwidelyuseddirect-injectionnozzlesarethelinear,conical,conestraightandparabolic.Thejetvelocity,pressuredistributionandturbulenceintensityofthejetflowweresimulatedandanalyzedusingtheFluentsoftware.Theresultsindicatethat,atthesameinitialcond
5、itions,thejetvelocity,pressuredistributionandjetflowfieldoftheconicalnozzlearemoreuniformthanthatoftheothers.Moreover,thejetatomization,dropletsizedistribution,jetpenetrationdistanceandturbulenceintensityarealsobetter.Thus,theconicalnozzleismoresuitableforthefabric
6、ationofdenseandthickness-controllablepolymerthinfilms.Keywords:vacuumspraymethod;nozzle;jetflowfield;polymerthinfilm聚合物薄膜因其具有独特的光学、力学、电法可进行聚合物梯度薄膜的制备。与传统的薄膜[2][3][4]磁学与气敏特性,在重工业、轻工业、军事、石化制备方法:浸涂法、旋涂法、丝网印刷法、喷[5][6]等领域具有广泛的应用前景。为获得具有某种特墨打印发法和喷雾热解法等相比,真空喷射性或功能的聚合物薄膜,其
7、制备方法也成为了人法兼具普通喷射法和PVD的双重优点,取代了们研究的重点。随着材料科学与技术的发展以及逐层制备薄膜过程复杂且成本较高的界面凝胶跨学科领域合作的日渐紧密,传统制备薄膜的方聚合法和气相输运法,是制备梯度膜或多层膜的法已不能制备出应用于各种场合的薄膜,必须要理想方法。发展新的薄膜制备技术来改进和完善现有的薄在真空喷射法的研究中,喷嘴是溶液射流的[1]膜制备体系。真空喷射法是在真空下将聚合物发生元件,也是成膜系统中的关键部件,不仅把溶液通过高压针孔喷嘴喷入真空室并以雾化的高压泵提供的高压能转换为液体的动能,同时保形式
8、在基片上沉积成膜的方法,所制备薄膜具有证了所喷射的液体具有良好的流动性和扩散性。成膜致密、膜厚均匀可控等优点,同时利用该方喷嘴结构及性能的好坏、材料适宜与否都将直接收稿日期:2012-06-08作者简介:韩宇(1984-),女,辽宁省抚顺市人,硕士。通讯作者:李建昌,副教授,硕士生导师。·