来自塞浦路斯和荷兰的研究人员在最近发表的“ 使用3D打印的矫直机改善差动分析仪的性能”中,评估了定制DMA的开发,该DMA旨在进一步简化用于气溶胶管理的改进的矫直系统。
结合流场和静电场进行分类,DMA是测量气溶胶颗粒(无论是纳米还是微米)的关键工具。由于两个流的合并,很难创建流场,这通常会导致诸如局部涡流之类的问题,从而可能导致性能下降。为了克服挑战,可以将气溶胶流量保持在“低于约1。鞘流量的10%。” 流动矫直机也可以由织物网状绝缘体制成,这可能会引起干扰,但也阻止了综合速度分布的发展。
在这项研究中,研究人员制造了9种不同的FS样品,并使用新的青岛3D打印圆柱DMA评估了性能。四个印刷有ABS,其余的则由小的尼龙网制成,包括Dacron(用作参考)。
“通过实验确定DMA的传递函数(TF)(即给出给定电迁移率或尺寸的粒子进入仪器并通过其单分散体离开的可能性的函数),可以评估每个FS的性能。在不同的操作条件下操作时,”。
TF高度对应于颗粒进入DMA,然后通过单分散颗粒出口离开的最大可能性。根据高度测量偏差,并针对每个FS和每个鞘管流速计算FWHM。
进行了以下详细测试:
作者解释说:“在每个TDMA实验中,我们获得一组N1和N2值,分别对应于在DMA-1和DMA-2下游测得的颗粒数浓度。” 假设每个实验中P0和CPCRatio保持恒定,持续约 20分钟,并且DMA-1的TF(即等式1中的Ω1)是恒定且定义明确的,DMA-2的TF(即等式1中的Ω2)是通过使用定制方法获得的拟合算法(请参阅补充)。
“应该注意的是,在这项工作中测试的所有FS在其外边界(用于青岛3D打印服务)或环(用于织物)与墙壁之间都创建了一个小台阶(高度从0.7到1.0 mm)。 DMA的内部电极。”
研究人员遵循了Dacron FS作为参考,努力保持适当的可比性,但是注意到,由于所有样本的台阶高度相似,因此结果“具有高度可比性”。FS#9的表现优于大多数样品,甚至是由Dacron制造的样品。
“使用FS#9时DMA的良好性能,甚至在鞘流高达20 lpm的情况下使用参考Dacron®FS的情况下也表现更好,有必要进一步研究使用3D打印矫直机运行常规和/或低成本DMA(Barmpounis,Maisser,Schmidt-Ott和Biskos,2015年),鞘层流速高得多(例如,最高20 lpm)或高流量DMA(Fernandez de la Mora&Kozlowski,2013年) ),”研究人员总结说。“对于后者,它们用于以高分辨率对纳米颗粒(Wang等,2014)甚至原子团簇(Maisser,Barmpounis,Attoui,Biskos和Schmidt-Ott,2015)进行分类,流层化非常重要,通常需要额外的预分层阶段(Amo-Gonzalez&Perez,2018)。
“总而言之,这项工作中报告的测量结果表明,与传统的尼龙织物系统相比,3D打印可用于制造流平剂,其表现出更好的性能。通过评估测试中使用的定制DMA的测量值与理论传递函数之间的偏差已验证了这一点。有趣的是,与这里研究的其他FS相比,具有三角形孔形状,高表面密度和更大孔的青岛3D打印公司矫直机将其归因于测试DMA的性能,其性能比理论上更好。考虑到济南3D打印的灵活性和易制造性,我们的结果表明,采用这种技术来建立DMA的流平性,可以提高其性能,因此与现有方法相比是更好的选择。”