本书在传统纳米纤维制备方法的基础上提出高速离心纺丝制备纳米纤维的新思路，对高速离心纺丝的研究背景、研究现状、研究目的与意义进行了分析，对涉及高速离心纺丝纤维运动的相关影响因素进行详尽的研究，并对喷嘴内纺丝溶液的运动规律及纤维空间射流运动进行分析。从高速离心纺丝的工作原理展开分析，提出本书的研究目标、研究内容和方法。......
2023-06-23
如何优化高速离心纺丝实验中纳米纤维的制备？
【摘要】：在高速离心纺丝实验中，纺丝溶液与纳米纤维的制备均在室温条件下进行，未考虑外界环境对纳米纤维形态分布的影响。纳米纤维的制备均在室温条件下进行，无法保证实验条件完全相同，因此实验结果可能存在一定误差。在高速离心纺丝装置中添加温度调节与湿度调节功能有助于纳米纤维的制备。
本书详细分析了高速离心纺丝的机理，分析纺丝溶液在喷嘴内的流动状态、从喷嘴射流后的空间运动规律，建立形成纺丝射流所需的临界转速与喷嘴参数和溶液参数间的关系，仿真射流运动轨迹，并通过高速离心纺丝实验探究工艺参数对纳米纤维形态分布的影响，为高速离心纺丝设备优化以及优质纳米纤维的制备奠定基础。但是本书简化纺丝溶液的出口速度为平均速度，实际情况中湍流运动速度要更加复杂。空气阻力对纺丝溶液射流运动的影响也进行了简化，因此纺丝溶液射流运动的流动数学模型还需进一步完善。在高速离心纺丝实验中，纺丝溶液与纳米纤维的制备均在室温条件下进行，未考虑外界环境对纳米纤维形态分布的影响。以上不足之处仍需完善改进，后续还需进行以下几方面的研究：
（1）在分析形成纺丝射流所需临界转速时未考虑空气阻力对纺丝溶液锥体形状的影响，在建立纺丝溶液锥体受力平衡方程时进行了一些简化，同时实际纺丝过程中能量损失将增加形成纺丝射流所需的临界转速，因此理论推导出的临界转速比实际形成射流时的电动机转速小。
（2）在进行纺丝溶液流动仿真时，对于网格划分以及流动边界层的设置还不够严谨，由于网格尺寸较小时对计算机性能要求较高，因此在网格划分过程中网格尺寸相对偏大，将对仿真结果的精确性产生影响。
（3）在纺丝溶液射流运动仿真过程中，由于采用DPM模型，对射流溶液进行离散化分析，将离散粒子间的作用力通过UDF编辑，通过调整同一时间内的射流粒子数量来增大浓度。所以在考虑溶液黏性对射流的影响上效果可能较弱，需要进一步加强黏性力对射流运动影响的仿真分析。
（4）射流仿真过程中仅模拟仿真溶液从喷嘴射流的过程，虽然模拟出喷嘴对周围气流的影响，但忽略了罐体在旋转过程中对周围气流的影响，可能使仿真结果产生一定的误差。
（5）纳米纤维的制备均在室温条件下进行，无法保证实验条件完全相同，因此实验结果可能存在一定误差。在高速离心纺丝装置中添加温度调节与湿度调节功能有助于纳米纤维的制备。
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2023-06-23
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2023-06-23
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2023-06-23
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2023-06-25
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2023-06-25
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2023-06-23
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2023-06-30
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