本文選題：電磁流體 + 微滴噴射　； 參考：《廈門理工學(xué)院》2016年碩士論文

【摘要】：電磁力驅(qū)動(dòng)微滴噴射技術(shù)因其具有高精度、快響應(yīng)、精定位等特點(diǎn),能夠被廣泛的應(yīng)用于汽車制造、微電子工程、微機(jī)械以及能源工業(yè)等領(lǐng)域。電磁微噴技術(shù)能夠方便的通過控制電流脈寬,實(shí)現(xiàn)液體快速的按需噴射和液體進(jìn)給,減少浪費(fèi)、降低噴射成本、精確控制噴射量、提高液體噴射質(zhì)量。為優(yōu)化微滴噴射裝置中閥體和噴嘴的形狀和尺寸,以提高噴射效率和顆粒噴射質(zhì)量,本文結(jié)合電磁理論和流體理論,采用ANSYS有限元數(shù)值模擬軟件,對(duì)閥體熔錫槽中的熔融液體進(jìn)行了電-磁-流耦合數(shù)值模擬,利用workbench平臺(tái)中的Fluent分析模塊,進(jìn)行噴嘴流體數(shù)值模擬,分析形狀尺寸對(duì)噴射速度和噴射質(zhì)量的影響狀況,進(jìn)而加工相應(yīng)形狀尺寸的閥體和噴嘴對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。仿真分析中,首先,通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量仿真所需且未知的參數(shù),以焊錫作為噴射材料,測(cè)得溫度在250℃條件下熔錫的密度和電導(dǎo)率分別為6981.73mkg?和4105.2?1S.m-,測(cè)得常溫條件下定制永磁體的矯頑力為8121449-1A.m。其次,基于ANSYS分析軟件,采用正交模擬方法,綜合考慮能源利用率、噴射效率、閥體容積和噴嘴定位精度、堵塞問題,設(shè)定閥體和噴嘴模型形狀和三維尺寸,以壓力值做為評(píng)判依據(jù),采用載荷傳遞耦合法,分別對(duì)閥體和噴嘴的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行數(shù)值模擬,分析閥體和噴嘴的結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)噴射效率和噴射質(zhì)量的影響。結(jié)果表明閥體流道形狀、熔錫槽長(zhǎng)度和噴嘴形狀是影響噴射的主要因素,次于主要因素的影響因素是熔錫槽厚度和噴嘴孔徑,熔錫槽高度和噴嘴高度則是一般因素,得出最優(yōu)閥體流道形狀和尺寸組合是過渡形流道形狀、熔錫槽長(zhǎng)度尺寸為36mm、厚度為7 mm和高度為44mm,最優(yōu)噴嘴流道形狀尺寸組合是過渡形流道、高度為0.5 mm和孔徑為150 um。接著,將優(yōu)化閥體和噴嘴裝配起來,進(jìn)行多場(chǎng)耦合分析,獲得噴嘴出口速度為1.19501m.s-。實(shí)驗(yàn)研究中,首先,根據(jù)仿真結(jié)果,考慮密封、絕緣、精度等問題,設(shè)計(jì)加工結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的閥體以及與閥體配對(duì)的銅極并對(duì)其進(jìn)行表面鍍鐵氟龍?zhí)幚?噴嘴則設(shè)計(jì)成由鎢鋼噴嘴芯和鋁合金噴嘴套兩部份組成。其次,基于仿真參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn),設(shè)定永磁體的矯頑力為8121449-1A.m、電壓值8 V、脈寬6 ms和加熱溫度250℃,分別進(jìn)行優(yōu)化噴嘴和優(yōu)化閥體與噴嘴實(shí)驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用Origin軟件進(jìn)行綜合處理分析。結(jié)果表明,微噴裝置未優(yōu)化、僅優(yōu)化噴嘴和優(yōu)化閥體與噴嘴時(shí),噴射速度平均值分別為0.497981m.s-、0.594461m.s-和1.108661m.s-,即,優(yōu)化噴嘴后速度提高了19%,優(yōu)化閥體與噴嘴后對(duì)比于僅優(yōu)化噴嘴的微噴裝置,速度提高了86%;獲得的焊錫顆粒尺寸平均值分別為792 um、373 um和299 um,方差分別為98169 um、13504 um和687 um,噴射顆粒圓度上升,一致性和均勻性明顯提高。優(yōu)化裝置仿真出口速度1.19501m.s-對(duì)比實(shí)驗(yàn)測(cè)得的出口速度1.108661m.s-,誤差為9%,仿真結(jié)果很好的吻合了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,說明仿真模型的相關(guān)參數(shù)設(shè)置是合理的,驗(yàn)證了仿真模型的可行性。
[Abstract]:In order to optimize the shape and size of the valve body and the nozzle , the influence of the shape and size of the valve body and the nozzle on the injection efficiency and the spray quality is analyzed by using the finite element numerical simulation software ANSYS . The experimental results show that the average value of the spray velocity is 0 . 497981 m . s - , 0 . 594461m . s - and 1 . 108661m . s - , respectively , the average value of the spray velocity is 0 . 497981 m . s - , 0 . 594461m . s - and 1.108661m . s - , respectively .
【學(xué)位授予單位】：廈門理工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH16;TP391.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2010623