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纳米纤维虚拟制造

发布者:系统管理员发布时间:2018-09-05浏览次数:1

纳米纤维虚拟制造

一、实验名称 : 纳米纤维虚拟制造 纳米纤维虚拟制造 纳米纤维虚拟制造

学时数: 4学时

面向专业:纺织工程、 非织造材料与工程、高分子材料与工程


二、实验目的与要求

根据气泡动力学原理,利用自行编制的软件显示在各种外力作下变 形情况(气泡壁的变化和大分子结构)、爆裂过程及其基本特征、碎片被拉伸过程以及纤维成型和形貌。使学生理解掌握气泡静电纺丝法制造纳米纤维的原理以及形成过程。


三、现有设备及台套数

各种气泡纺设备, Matlab 数学软件 和 Fluent 计算流体力学软件


四、实验内容 、实验内容

一)气泡静电纺
1.1 输入 气泡半径,内外的体压力应用 MATLAB 软件计算气泡的表 面张力 ;
1.2 输入 接收距离,应用 Fluent 软件计算电场分布,再应用流体力学中的 软件计算电场分布,再应用流体力学中的 质量守恒和 MATLAB 计算气泡破裂前的几何形状,确定壁厚度变 化规律;
1.3 应用 Fluent 软件模拟气泡破裂瞬间射流速度;
1.4 应用 Fluent 软件模拟射流运动情况,计算纳米纤维的大小;
1.5 调节参数,可得到纳米多孔材料。
二)气流泡纺
1.1 输入气泡半径,内外的体压力应用 MATLAB 软件计算气泡的表 面张力 ;
1.2 输入外加气源的基本参数,应用 Fluent 软件计算流场分布;
1.3 应用 Fluent 软件模拟气泡破裂瞬间射流速度;
1.4 应用 Fluent 软件模拟射流运动情况,计算纳米纤维的大小 .
三)双接收器
1.1 输入气泡半径,内外的体压力应用 MATLAB 软件计算气泡的表 面张力 ;
1.2 输入 接收距离,和两个器的位置应用 接收距离,和两个器的位置应用 接收距离,和两个器的位置应用 Fluent 软件计算电场分布, 再应用流体力学中的质量守恒和 MATLAB 计算气泡破裂前的几何形状, 确定气泡壁厚度的变化规律;
1.3 应用 Fluent 软件模拟两个接收器的等势线确定纳米纤维取 向。


五、代表性实验结果

气泡静电法是应用力克服表面张而实现的一种纺丝过程。 当气 泡破裂后能产生多股射流,这些在静电力的作用进一步拉伸而得到各种形貌的纳米材料,主要是纳米纤维。

双接收器是准备取向纤维的有效方法,根据计算流体力学软件可出等势 双接收器是准备取向纤维的有效方法,根据计算流体力学软件可出等势 线, 等势线的方向就是纤维取。