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题名花瓣状多尖端静电纺丝喷头的电场模拟及优化
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作者
刘健
董守骏
王程皓
刘泳汝
潘山山
尹兆松
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机构
天津工业大学机械工程学院
天津工业大学工程教学实习训练中心
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出处
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期191-199,共9页
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基金
天津市自然科学基金面上项目(22JCYBJC01470)。
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文摘
针对目前多针头静电纺丝易堵塞、针头之间存在边缘效应和无针头静电纺丝供液易挥发、泰勒锥位置不可控等问题,提出一种花瓣状多尖端喷头静电纺丝方法。喷头为半封闭式结构,上半部分为圆柱直管多流道结构,下半部分为花瓣状流道扩张结构,每层的花瓣之间的间距为4 mm,能够在花瓣尖端高电场诱导作用下激发多股射流;利用COMSOL有限元分析软件对下半部分花瓣状流道扩张结构的各个参数电场强度进行模拟,研究喷头下端花瓣数量、花瓣长度和花瓣排布方式对电场均匀性的影响。结果表明:当静电纺丝喷头花瓣数量为4对(8个)、花瓣内层长度为21 mm、外层长度为20 mm、接收距离为200 mm、电压为30 kV时,电场强度平均值为5.441×10^(6) V/m,变异系数(CV)值为5.58%,表明该静电纺丝喷头可激发较高的电场强度且分布均匀;最后采用静电纺丝设备进行纺丝实验,验证了该新型花瓣状多尖端静电纺丝喷头在静电纺丝过程中能够降低边缘效应,减小能耗,射流多且稳定可控,可进行规模化静电纺丝。
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关键词
静电纺丝
花瓣状喷头
多尖端
COMSOL软件
电场模拟
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Keywords
electrospinning
petal-shaped nozzle
multi-tip
COMSOL
electric field simulation
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分类号
TS174.8
[轻工技术与工程—纺织材料与纺织品设计]
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