从MARCO北京“微小液滴周期稳态形成理论”的技术视角看,质量守恒模型的核心是:进入点胶系统的胶液质量,必须等于流出质量与内部储存质量的增加量。它将补胶、喷射和周期恢复联系起来,为分析胶量变化提供基础。
一、首先确定模型边界
可将补胶入口至喷嘴出口之间的胶液区域作为控制体。撞杆是运动边界,其运动会改变阀腔容积,但不会直接带入或带走胶液质量。
控制体内的胶液质量为:
其中,为胶液质量,
为密度,
为胶液占据的区域。
二、建立瞬时质量平衡
若仅考虑一个入口和一个出口:
用体积流量表示:
式(3)采用腔内密度均匀的近似。若存在泄漏,应另加流出项;发生回流时,应按流量方向计入符号。
三、如何与阀腔压力联系?
对于无显著气泡、胶液充满阀腔的情况,将储液变化分为撞杆引起的容积变化和压力引起的压缩、弹性变形,可近似得到:
其中,为等效液压容性,
为撞杆运动决定的几何容积。
撞杆压缩阀腔,并不意味着相应体积全部成为液滴;部分作用可能转化为压力升高,或引起入口回流。
四、建立逐周期质量守恒
设周期为
,对一个周期积分:
其中:
达到周期稳态时:
五、如何用于工程验证?
可结合供胶消耗、收集称重和液滴成像,核对质量收支。连续收集1000次喷射时, 平均收集质量为:
这一结果反映平均值,不能单独证明逐滴一致。
MARCO北京以质量守恒作为建模基础,再结合流动阻力、压力响应和液滴断裂模型, 分析胶液去了哪里,以及为什么每次喷出的质量发生变化。