如何高效利用靜電場來驅(qū)動液滴聚并,成為諸如工業(yè)生產(chǎn)、電子通訊、航天航空等前沿領(lǐng)域共同關(guān)注的問題。實際上,液滴的靜電聚并過程是利用勻強(qiáng)電場來實現(xiàn)的。由于靜電的吸引,水滴被極化并相互靠近。雖然勻強(qiáng)電場可以促進(jìn)微納液滴的聚并,但仍然存在一定的局限性:（1）聚并范圍小;（2）能源消耗大。因此本文借助分子動力學(xué)方法,從微觀角度分析微納液滴在非勻強(qiáng)電場下靜電聚并過程中電、動力學(xué)行為規(guī)律及其形成的微觀機(jī)理。本文主要研究內(nèi)容如下:首先,針對非勻強(qiáng)電場下單一組分微納液滴（即純水液滴）的靜電聚并過程展開研究。對比了勻強(qiáng)、非勻強(qiáng)電場對微納液滴聚并過程的影響,并分析了非勻強(qiáng)電場的作用機(jī)理,結(jié)果表明,非勻強(qiáng)電場作用下液滴的聚并效率是勻強(qiáng)電場下的二倍,而平均電場強(qiáng)度僅僅是勻強(qiáng)電場強(qiáng)度的1/2;非勻強(qiáng)電場中,由于液滴兩端的電場強(qiáng)度不同,從而產(chǎn)生一個非零合力（介電泳力）作用于液滴,促進(jìn)了液滴的遷移。在強(qiáng)電場作用下,能夠清晰的觀察到介電泳力促進(jìn)了液滴的聚并。此外,增大電場梯度,發(fā)現(xiàn)介電泳力將加速液滴的聚并。但當(dāng)電場梯度增加到一定程度,作用在液滴上的介電泳力會迅速的呈非線性地增加,并由于強(qiáng)烈的拉伸作用促使液滴形成鏈狀結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

模擬系統(tǒng)的初始構(gòu)型H2Omoleculexyzο20A600160

勢能函數(shù)學(xué)模擬方法通過求解牛頓力學(xué)方程對微數(shù)與 Lennard-Jones12-6 勢能函數(shù)組成有粒子的總勢能。模擬系統(tǒng)由氮氣和水子密度 1000kg/m3，氮氣分子數(shù) 1600，相分子，氫氧鍵長 1.0 ，鍵角 109.47°。es 勢與庫侖勢的聯(lián)合勢能函數(shù)，截斷半（c）液滴的極化現(xiàn)象圖 3-3 電場分布和液滴的極化現(xiàn)象total LJ , ij C ,ijU = U + U12 64ij ij i jq qU = +σ σε

（a）Eave=3kV/cm （b）Eave=0.09V/ 圖 3-4 非勻強(qiáng)電場作用下單液滴的運動過程電場的影響非勻強(qiáng)電場對單一組分微納液滴靜電聚并過程研究，因此本章電場作用下液滴的聚并過程進(jìn)行對比分析，探究非勻強(qiáng)電場與過程的區(qū)別，同時分析非勻強(qiáng)作用于液滴靜電聚并過程的內(nèi)部強(qiáng)電場作用下液滴聚并過程的運動狀態(tài)圖。圖 3-5（a）為勻強(qiáng)，圖 3-5（b）為非勻強(qiáng)電場作用下液滴的聚并過程，將兩組在相同的初始位置上，液滴經(jīng)過平衡態(tài)計算后保持為球形。圖的勻強(qiáng)電場 E=0.06V/ ，由于外加電場使水分子發(fā)生取向極化變形。由于液滴邊緣正負(fù)電荷的靜電吸引，液滴逐漸靠近。接觸。然而，如圖 3-5（b）所示，當(dāng)非勻強(qiáng)電場作用時聚并過

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]正弦交流電場中水滴變形破裂聚結(jié)微觀特性研究[D]. 葉團(tuán)結(jié).中國石油大學(xué) 2010



本文編號：3012556