【技术实现步骤摘要】
一种超声喷雾热解过程颗粒收集率的快速预测方法
本专利技术涉及一种计算机辅助分析功能薄膜材料制备过程的方法，具体是一种超声喷雾热解过程颗粒收集率的快速预测方法。
技术介绍
随着科技的快速发展，制备功能薄膜材料的技术得到进一步提升，功能薄膜材料产业化进程开始加快。功能薄膜材料广泛应用于太阳能电池、传感器、发光二极管、激光器、生物医学器件、紫外光电器件等众多领域。超声喷雾热解是制备功能薄膜材料的一种有效方法，其优点为操作简单、成本低和产生的废物最少。对于工业化生产过程，颗粒收集效率是超声喷雾热解工艺操作可行的关键问题。基于试错实验的周期长、耗资大，随着数值模拟的方法日益成熟，有必要提出一种超声喷雾热解过程颗粒收集率的快速预测方法。
技术实现思路
针对现有技术中，预测方法周期长、耗资大的问题，本专利技术提出一种超声喷雾热解过程颗粒收集率的快速预测方法，同时，相应的实验验证整个预测方法的准确性。该方法能够实现对颗粒收集率进行快速、准确的数值预测，为功能薄膜材料产业化进程提供技术支持。本专利技术所述的预测方法采用实验与模拟相结合的研究方法。预测方法主要分为两部分：第一部分为实验部...
【技术保护点】
1.一种超声喷雾热解过程颗粒收集率的快速预测方法，其特征在于，具体步骤如下：第一步，在超声喷雾热解实验装置中通过调节转子流量计得到不同气速下的颗粒收集率；第二步，在ICEM软件中进行实验装置的三维造型，同时进行网格划分，并对其边界层处进行局部加密，直至模拟计算云图在边界层处呈现光滑无槽口状；第三步，将带网格的物理模型导入FLUENT软件中进行模拟求解，采用双向耦合层流DPM模型结合相应边界和初始条件进行求解；设置边界条件：进口设置：velocity‑inlet；出口设置：pressure outlet；离散相边界类型设置：进口和出口设置为颗粒escape，壁面设置为颗粒tr...
【技术特征摘要】
1.一种超声喷雾热解过程颗粒收集率的快速预测方法，其特征在于，具体步骤如下：第一步，在超声喷雾热解实验装置中通过调节转子流量计得到不同气速下的颗粒收集率；第二步，在ICEM软件中进行实验装置的三维造型，同时进行网格划分，并对其边界层处进行局部加密，直至模拟计算云图在边界层处呈现光滑无槽口状；第三步，将带网格的物理模型导入FLUENT软件中进行模拟求解，采用双向耦合层流DPM模型结合相应边界和初始条件进行求解；设置边界条件：进口设置：velocity-inlet；出口设置：pressureoutlet；离散相边界类型设置：进口和出口设置为颗粒escape，壁面设置为颗粒trap；压力和速度耦合方式：SIMPLE；颗粒收集率计算公式为其中total为总的颗粒质量，trap为壁面吸附的颗粒质量，A为矫正因子，inletofescape为反向从进口逃逸的颗粒数量；在计算过程中监测出口速度，当波动小于3％时，视计算结果达到稳定，求解收敛；第四步，在FLUENT软件中进行气体流速、超声频率、质量分数、颗粒注入速率四个不同操作条件下的模拟计算，通过颗粒收集率计算公式，反向推导矫正因子A，得出不同操作条件对矫正因子A的影响；将矫正因子A拆分为A1、A2、A3、A4四部分，其中A1为质量分数对A的影响；A2为超声频率对A的影响；A3为颗粒注入速率对A的影响；A4为氮气流速对A的影响；将其不同因素的影响进行整合，即f(A)＝f(A1,A2,A3,A4)，从偏导数进行整个全函数的倒推，得出矫正因子A的公式；第五步，在FLUENT软件中设置与实验相同的参数，将推导好的矫正因子A的公式，代入收集率公式中，模拟计算得出的颗粒收集率与实验得到的颗粒收集率进行比较；第六步，将矫正因子A的公式带入颗粒收集率计算公式中，得到的模拟值与实验值对比，若实验数据与模拟数据没有良好的一致性，即没有良好的拟合优度，则继续进行矫正因子A公式迭代推导，直至两者数据有良好的一致性。2.如权利要求1所述的一种超声喷雾热解过程颗粒收集率的快速预测方法，其特征在于，第四步中，在FLUENT软件中进行不同质量分数的模拟计算，设置的参数中只有溶液...
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