一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法技术

本发明专利技术公开了一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法，具体涉及气泡纺纳米纤维生产技术领域，具体包括如下操作步骤：建立气泡生长模型

【技术实现步骤摘要】
一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法


[0001]本专利技术涉及气泡纺纳米纤维生产
，更具体地说，本专利技术涉及一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法。

技术介绍

[0002]气泡纺是指利用外加气流或静电场克服气泡表面张力进行纺丝。该过程中，气泡大小取决于气泡生长与破裂过程，其影响因素有气泡产生方式、进气速度、进气口直径、进气密度等，是一个非常复杂的过程。而在气泡生长过程中气泡膜表面积增大，气泡壁厚减小，此外气泡壁在内外压力差的作用下向外排液，也使气泡壁厚逐渐变小。
[0003]但现有技术中的气泡纺纳米纤维生产中气泡大小可控性较差，具体表现为：
[0004](1)随气泡的长大，气泡壁厚减小，气泡壁破裂后越容易被牵伸至纳米尺度，但是大气泡破裂后易形成小气泡，小气泡可能被气流直接吹至接收装置，小气泡也可能后来气泡合并形成大气泡，使纺丝质量不均匀，纺丝过程不稳定；
[0005](2)稳定的气泡处于表面张力和内外压力平衡的状态，当气泡膜厚度达到极限值或者气泡受到外力干扰时，气泡破裂后形成大量气泡碎片，气泡壁厚和气泡膜碎片形状对产品的形貌有较大影响；
[0006](3)气泡的产生是间歇性的，必然造成气泡纺纳米纤维生产中的不连续性。
[0007]在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0008]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提高气泡纺纳米纤维生产中气泡大小可控性。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法，具体包括如下操作步骤：
[0010]步骤一：利用流体力学基本定律，建立气泡生长模型；
[0011]步骤二：参考平面液膜厚度变化规律，来分析确定气泡生长过程中气泡壁厚的变化规律；
[0012]步骤三：利用流体力学质量守恒定律，来分析气泡膜碎片的产生条件；
[0013]步骤四：基于气泡膜碎片的产生条件来确定气泡膜碎片转化为液柱的条件，并具体分析液柱在外加电场力或气流中运动中的运动规律。
[0014]在一个优选地实施方式中，上述步骤一中，气泡生长模型具体包括自由液面下产生气泡和液膜产生气泡两种。
[0015]在一个优选地实施方式中，所述自由液面下产生气泡的模型为
[0016]在一个优选地实施方式中，所述液膜产生气泡的模型为
[0017]在一个优选地实施方式中，上述步骤二中，气泡壁厚的变化规律为ΔP＝P
G-P
L-Π。
[0018]在一个优选地实施方式中，上述步骤三中，气泡膜碎片的产生条件为
[0019]在一个优选地实施方式中，上述步骤四中，气泡膜碎片转化为液柱的条件为aπr2＝a2h，且液柱在外加电场力或气流中运动中的运动规律为Auρ
L
＝A0u0ρ
L
。
[0020]本专利技术的技术效果和优点：
[0021]本专利技术通过利用流体力学基本定律，建立气泡生长模型，并参考平面液膜厚度变化规律，分析气泡生长过程中气泡壁厚的变化规律，为气泡大小和气泡壁厚的有效控制提供了理论基础，同时，利用流体力学质量守恒定律，研究气泡膜碎片的产生条件，进而确立气泡膜碎片转化为液柱的条件，并研究液柱在外加电场力或气流中运动中的运动规律，为气泡纺产品形貌可控性提供理论基础，使得现有技术中的气泡纺纳米纤维生产中气泡大小的可控性大大提高。
附图说明
[0022]附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0023]图1为本专利技术的气泡可控性研究流程图。
[0024]图2为本专利技术的自由液面下产生气泡装置示意图。
[0025]图3为本专利技术的液膜产生气泡装置示意图。
[0026]图4为本专利技术的平面液膜示意图。
[0027]图5为本专利技术的气泡膜排液示意图。
[0028]图6为本专利技术的气泡膜破裂排气示意图。
[0029]图7为本专利技术的气泡膜碎片转变为液柱示意图。
具体实施方式
[0030]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形
式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
[0031]此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
[0032]本专利技术提供了如图1所示的一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法，具体包括如下操作步骤：
[0033]步骤一：利用流体力学基本定律，建立自由液面下产生气泡和液膜产生气泡的两种气泡生长模型；
[0034]步骤二：参考平面液膜厚度变化规律，来分析确定气泡生长过程中气泡壁厚的变化规律；
[0035]步骤三：利用流体力学质量守恒定律，来分析气泡膜碎片的产生条件；
[0036]步骤四：基于气泡膜碎片的产生条件来确定气泡膜碎片转化为液柱的条件，并具体分析液柱在外加电场力或气流中运动中的运动规律。
[0037]进一步的，所述自由液面下产生气泡的模型为
[0038]进一步的，所述液膜产生气泡的模型为
[0039]进一步的，上述步骤二中，气泡壁厚的变化规律为ΔP＝P
G-P
L-Π。
[0040]进一步的，上述步骤三中，气泡膜碎片的产生条件为
[0041]进一步的，上述步骤四中，气泡膜碎片转化为液柱的条件为aπr2＝a2h，且液柱在外加电场力或气流中运动中的运动规律为Auρ
L
＝A0u0ρ
L
。
[0042]参考说明书附图2-3，具体采用两种方式产生气泡
[0043]A、自由液面下产生气泡
[0044]当进气流量低且进气孔较小时，气泡逐渐膨胀，当浮力与表面张力达到平衡时，气泡最大，随后脱离进气孔，气泡脱离半径可由式(1)表示
[0045][0046]始终r
b
为气泡脱离半径，r0为进气口半径，ρ
L
为液体密度，ρ
G
为气体密度，σ为表面张本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法，其特征在于：具体包括如下操作步骤：步骤一：利用流体力学基本定律，建立气泡生长模型；步骤二：参考平面液膜厚度变化规律，来分析确定气泡生长过程中气泡壁厚的变化规律；步骤三：利用流体力学质量守恒定律，来分析气泡膜碎片的产生条件；步骤四：基于气泡膜碎片的产生条件来确定气泡膜碎片转化为液柱的条件，并具体分析液柱在外加电场力或气流中运动中的运动规律。2.根据权利要求1所述的一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法，其特征在于：上述步骤一中，气泡生长模型具体包括自由液面下产生气泡和液膜产生气泡两种。3.根据权利要求2所述的一种气泡纺纳米纤维生产中气泡可控性研究方法，其特征在于：所述自由液面下产生气泡的模型为4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：何丽芬，居海滨，林楚楚，左晓丽，江晨希，
申请(专利权)人：南通纺织丝绸产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：