纺织学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (4): 21-0.

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多针头静电纺场强改善的有限元分析

陈威亚1,刘延波1,2,张泽茹1,马营1   

    1. 天津工业大学纺织学部
    2. 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室
  • 收稿日期:2012-10-26 修回日期:2013-10-01 出版日期:2014-04-15 发布日期:2014-04-14
  • 通讯作者: 刘延波 E-mail:yanboliu@gmail.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目

Finite element analysis of improvement of field intensity in multi-needle electrospinning

  • Received:2012-10-26 Revised:2013-10-01 Online:2014-04-15 Published:2014-04-14
  • Contact: Yan-Bo LIU E-mail:yanboliu@gmail.com

摘要: 多针头静电纺丝技术被认为是提高纳米纤维产量的有效方法,但场强控制存在困难。本文采用COMSOL Multiphysics多物理耦合场有限元模拟软件对多针头静电纺丝过程中场强的分布以及大小进行模拟研究,提出不等针长、不等针间距以及纺针圆形排布三种措施来对多针头静电纺场强大小及均匀度进行改进,并通过有限元模拟对上述三种多针头排布方式进行评价。此外,在多针头静电纺工艺的基础上施加辅助电极,旨在通过对电场方向走势的控制来降低纺丝过程中存在的不稳定现象,从而提高纺丝效率。

关键词: 静电纺, 多针头, 有限元, 改善

Abstract: Multi-needle electrospinning is an effective approach to increase the nanofiber production,where there are difficulties in the control of field intensity though. In this paper, COMSOL Multiphysics coupled fields finite element simulation software was employed to simulate the distribution and magnitude of the electric field in multi-needle electrospinning process,which was modified by employing three measures including unequal needle length, unequal needle spacing and circular needle layout, aiming to improve the uniformity of the whole electric field intensity. The foresaid three methods were evaluated by means of finite element simulation. In addition, auxiliary electrodes were applied to the multi-needle electrospinning process, in order to reduce the instability during the spinning process by controlling the electric field direction, resulting in the enhancement of spinning efficiency.

Key words: electrospinning, multi-needle, finite element, improvement

中图分类号: 

  • TS173.3
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