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化学工程2024年第02期:微液滴的喷墨动力学模拟研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张亚飞;田子宁;蒲飞霖;李瑾;谢文昊;范文元;

单位:天津理工大学化学化工学院;

摘要:为探究喷墨打印过程中微液滴的生成机理,采用CLSVOF(耦合水平集和流体体积法)对喷墨打印中液滴的生成过程进行数值模拟,分析喷嘴直径、喷射速度、甘油质量分数、异丙醇质量分数对液滴分离直径的影响。结果显示:液滴生成过程包括扩张、拉伸、过渡及快速夹断4个阶段。液滴的分离直径随喷嘴直径和喷射速度的增加显著增加,在高喷射速度下随甘油质量分数的增加而小幅减小,在低喷射速度下随异丙醇质量分数的增加小幅减小。此外,基于白金汉π定理,综合分析上述影响因素,推导出一个喷墨液滴分离直径的预测方程,在研究范围内,其预测结果与模拟数值吻合良好。

关键词:微液滴;生成;机理;流体动力学;喷墨打印

基金资助:天津理工大学大学生创新训练项目(202110060167); 化学工程联合国家重点实验室开放课题资助项目(SKL-ChE-21B01)