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电动泵技术研究进展

化学进展 2007年第11期19卷 1826-1831页

作者：马继平陈令新关亚风青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266033 中国科学院大连化学物理研究所大连116023

电液动力学(EHD)是研究在流体上施加电场后流体的流动。在微分析系统中,EHD的主要应用是电动泵(EKP)技术即电泳泵和电渗泵两个主要泵技术。这些独特的泵技术被广泛应用在推动极小截面的管道中化学和生物流体流动,管道尺寸从平方毫米到... 详细信息

电液动力学(EHD)是研究在流体上施加电场后流体的流动。在微分析系统中,EHD的主要应用是电动泵(EKP)技术即电泳泵和电渗泵两个主要泵技术。这些独特的泵技术被广泛应用在推动极小截面的管道中化学和生物流体流动,管道尺寸从平方毫米到平方微米量级,甚至纳米通道量级。近年来,电渗泵出现了填充床、整体柱、平行多通道、纳米通道和微孔膜等各种新的形式,显示了其在微分析系统的集成化和在毛细管液相色谱、流动注射分析和药物输送等应用研究中的潜力。本文对电动泵技术进行了评述。

关键词：电液动力学电动泵电渗泵纳米通道微流控芯片

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软体机器人用柔性泵的有限元分析与工艺优化

机床与液压 2022年第16期50卷 98-103页

作者：张艳霞赵辉郑州信息科技职业学院机电工程学院河南郑州450008 郑州航空工业管理学院信息管理中心河南郑州450046

针对软体机器人用流体驱动器存在性能不理想且制造工艺较为复杂的问题,提出一种利用电液动力学现象的高功率密度柔性泵及其工艺优化方法。该柔性泵由交叉指型电极构成,可根据外加电压的极性来控制流向。提出一个简单的电极配置模型来分... 详细信息

针对软体机器人用流体驱动器存在性能不理想且制造工艺较为复杂的问题,提出一种利用电液动力学现象的高功率密度柔性泵及其工艺优化方法。该柔性泵由交叉指型电极构成,可根据外加电压的极性来控制流向。提出一个简单的电极配置模型来分析产生的电液动力学现象,并利用有限元分析来优化电极之间的距离,以最大化单位长度产生的压力和流速。通过在电极制作过程中引入切割绘图机,并采用粘接弹性体实现了可靠、高效的制造工艺。研究结果表明:当电极之间的距离最佳比值为3.4时,单位能耗产生的压力达到最大值为118.6 kPa/W,流速为145 mL/min。此外,相同配置制备泵之间的压力误差和流速误差分别为3.4%和4.4%,验证了电极配置模型的有效性和制造工艺的可靠性。与其他流体泵相比,该泵表现出更高的性能,且即使发生弯曲也可正常工作,在可穿戴设备和软体机器人中具有较高的工程应用价值。

关键词：软体机器人电液动力学柔性泵交叉指型电极制造工艺

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无尖端喷头纳米纤维批量电纺的实验研究

无尖端喷头纳米纤维批量电纺的实验研究

作者：黄小平厦门大学

学位级别：硕士

在纳米纤维制造技术中,静电纺丝技术由于其独特的优势如无需模版与强力挤压、高速、纯物理过程等,因此系统简单、制备成本低,得到了学术界和产业界的广泛关注。目前传统静电纺丝技术采用单根针尖作为喷丝头,一根针头只能产生一束射流,... 详细信息

在纳米纤维制造技术中,静电纺丝技术由于其独特的优势如无需模版与强力挤压、高速、纯物理过程等,因此系统简单、制备成本低,得到了学术界和产业界的广泛关注。目前传统静电纺丝技术采用单根针尖作为喷丝头,一根针头只能产生一束射流,喷射效率很低,无法满足复合材料、生物支架、伤口包扎、过滤薄膜等应用要求,因此实现批量化制造纳米纤维是纳米纤维获得工业化应用的关键。本课题基于电液动力学原理,提出一种无尖端喷头纳米纤维批量电纺技术,利用金属圆柱形滚筒做为喷头,代替传统针尖式,批量化制备纳米纤维,以提高纳米纤维的产量。实验结果表明,采用此方法得到的纳米纤维产量为传统电纺的700倍以上。课题在研制一套无尖端喷头纳米纤维批量电纺实验装置的基础上,重点研究高压电场下薄膜溶液表面射流的形成过程,探索溶液特性、滚筒结构、电极距离、溶液厚度等参数的优化。具体研究工作包括以下几部分: ●在查阅了大量文献、资料的基础上,提出了一种基于电液动力学原理的无尖端喷头纳米纤维批量电纺技术;●自主设计搭建了无尖端喷头纳米纤维批量电纺实验装置,装置由可转动金属喷头、溶液槽、溶液厚度调节刮板、纤维收集板、120kV高压电源等组成;●利用显微装置观察在高压电场下薄膜溶液表面射流的形成过程,确定泰勒锥的直径、速度及运动方向等;●通过大量的实验分析了溶液浓度、滚筒结构、电极间距、溶液厚度、收集板形状、喷射电压等参数对纳米纤维质量的影响,得到无尖端喷头批量电纺的最佳工艺参数;●运用ANSYS有限元分析软件对不同参数下的实验装置进行电场分析,分析仿真结果与实验结果是否一致。

关键词：静电纺丝电液动力学无尖端喷头

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非接触棒诱导静电纺丝规律研究

非接触棒诱导静电纺丝规律研究

作者：肖志明厦门大学

学位级别：硕士

纳米纤维由于其超高的比表面积和卓越的力学、电学和化学特性在传感、生物医药、能源等领域有着广泛的应用前景和强劲的市场需求。静电纺丝是目前批量化制备纳米纤维的最重要方法之一,针对现有电纺方法存在的如多针尖多管孔电纺技术射... 详细信息

纳米纤维由于其超高的比表面积和卓越的力学、电学和化学特性在传感、生物医药、能源等领域有着广泛的应用前景和强劲的市场需求。静电纺丝是目前批量化制备纳米纤维的最重要方法之一,针对现有电纺方法存在的如多针尖多管孔电纺技术射流间相互影响,针尖管孔易堵塞;依靠特殊形状电极以及液面扰动的自由液面电纺则存在电极钝化和纤维形貌差异大等缺点,论文提出非接触式棒诱导电纺方法:采用接地诱导棒在聚合物液面近空间移动,强电场作用下靠近诱导棒的液面上出现大量微细射流,诱导棒移开后射流经过拉伸、鞭动和挥发,在接地收集板上收集到大量纳米纤维。论文围绕非接触诱导电纺基本工艺规律、流体运动机理与行为分析以及非接触诱导电纺装备开发与验证等开展研究,为大规模非接触式电纺装备开发奠定基础。论文研究主要包括:(1)分析不同材料诱导棒的诱发射流特性,理论分析材料介电特性和导电特性对电场和电荷密度的增强作用。电场有限元分析和实验表明诱导棒导电特性是激发射流的主要原因,且诱导棒电阻在107～1010Ω可诱发射流。探讨非接触诱导电纺工艺规律,着重分析影响诱发射流临界电压的因素,确定流经诱导棒电流与工作电压、诱导棒电阻、移动速度等的相互关系。(2)分析电液耦合场和相场法基本理论,利用相场法分析液面流变与其速度、所受电应力间的对应关系。研究不同的诱导棒直径、电压以及溶液物性参数对射流激发的影响,发现仿真结果中射流的形状、几何尺寸、时间尺度以及诱发射流的临界电压范围等与射流初期相应特性有良好的一致性。探究诱导棒移动时气液界面初期形状的时变特征,阐明诱导棒移动引起的电荷迁移可促使多射流跟随诱导棒移动方向依次激发。(3)研制一台自动化非接触诱导电纺装备,可实现诱导棒在溶液槽上方的平移和自转等功能。在该自动化装备上研究溶液浓度、电极间距、诱导距离、和电压等对纳米纤维直径以及产量作用效果,结果表明:浓度12%PEO溶液,收集距离35cm,和60kV工作电压下可得直径分布在50～400nm间形貌良好的纳米纤维,产量最大可达61.7g/m2·h。

关键词：纳米纤维静电纺丝大规模制造电液动力学

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极化静电力驱动的高粘液膜整平研究

机械工程与自动化 2020年第5期 32-35页

作者：徐征杨秋野王晓东钱艳文徐晓羽大连理工大学辽宁省微纳米技术及系统重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学精密/特种加工及微制造技术教育部重点实验室辽宁大连116085

提出了一种基于电液动力学原理的胶膜整平方法,重点分析了电压大小和电极距胶面的距离对胶面整平的影响与规律,并针对部分主要影响因素进行了系统的实验研究。设计并搭建了基于电液动力学的胶膜平整平台及胶厚的扫描测量平台。通过对实... 详细信息

提出了一种基于电液动力学原理的胶膜整平方法,重点分析了电压大小和电极距胶面的距离对胶面整平的影响与规律,并针对部分主要影响因素进行了系统的实验研究。设计并搭建了基于电液动力学的胶膜平整平台及胶厚的扫描测量平台。通过对实验结果的分析,得到了电极间电压大小、电极距胶膜距离等因素对胶膜平整度的影响规律,通过对胶膜厚度的测量结果拟合和仿真验证了基于电液动力学原理的胶膜整平方法的可行性。研究结果为实现胶膜整平提供了一种新途径,为获得微量胶滴及高精度点胶提供了指导。

关键词：胶膜整平电液动力学电极间电压电极距胶面