【摘 要】
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静电纺丝是利用外部静电场对带电聚合物射流的加速、拉伸，从而制造出纳米纤维的一种方法。目前，多种聚合物已经被成功的应用于电纺实验。但是，相对于实验研究而言，对电纺的理论研
【出 处】
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同济大学航空航天与力学学院 同济大学
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静电纺丝是利用外部静电场对带电聚合物射流的加速、拉伸，从而制造出纳米纤维的一种方法。目前，多种聚合物已经被成功的应用于电纺实验。但是，相对于实验研究而言，对电纺的理论研究还很少，对电纺的机理还没有形成统一的认识。本文基于最新的带电射流的电动力学模型，建立了电场中带电射流的运动控制方程，并进一步对射流直线阶段的轴向稳定性进行了深入探讨。
曲张失稳，又称为轴对称失稳，它发生在射流喷出后的直线射流阶段，是电纺固体纤维的粗细不均匀的主要原因。射流在电场中的运动，是一个外电场和射流运动相互影响的过程。最近，Hohman等人将净电荷引入射流模型，从而将外电场，射流的拉伸流动和电荷的输运耦合在一起考虑，得到了带电射流在外加电场中运动的控制方程。但是，Hohman的控制方程在推导中过于粗糙，存在不少缺陷。本文基于Hohman的模型框架，给出了带电直线射流在外电场中运动的控制方程的推导过程，指出了Hohman等人的错误。
在控制方程的基础上，对射流进行线性小扰动稳定性分析，推导得到射流稳定性方程。从该方程可以看出，射流的轴向稳定性受外加电场强度、射流电传导率、射流表面电荷密度以及液体的粘性等因素的影响。本文具体分析了各个参数对射流轴稳定性的单独作用效果。
最后，对射流稳定性的机理，进行了简要讨论。
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