第五章 結論與未來展望
附錄 1 各實驗振幅圖與速度圖
Case1 的振幅圖
Case1 的速度圖
Case2 的振幅圖
Case2 的速度圖
Case3 的振幅圖
Case3 的速度圖
Case4 的振幅圖
Case4 的速度圖
Case5 的振幅圖
Case5 的速度圖
Case6 的振幅圖
Case6 的速度圖
Case7 的振幅圖
Case7 的速度圖
Case8 的振幅圖
Case8 的速度圖
Case9 的振幅圖
Case9 的速度圖
Case9.1 的振幅圖
Case9.1 的速度圖
表2-1 電鑄金屬的特性[22]
表3-1 因素與因數分佈
Contact angle (接觸角(C))
Contact angle (接觸角(C))
表4-1 L9(33)田口式內外直交表
163.2 163.2 149.6 162.6 310
165 410.3
174.6 451
11.01 9.02 8.56
5* 2 2 3 3.76
136.1 136.1 136.1 140.7 311.1
154.1 382.6
145.7 261.3
9.76 11.77 6.7
6 2 3 1 5.4 5.9 5.3 40.8 40.8 40.8 12.28 12.61 11.86 1.61 2.46 2.01
149.6 149.6 163.2 215.6 467
255.6 416
294.3 534
10.45 7.33 10.7
8- 3 2 1 3.95 4.24 3.4 136.5 122.4 122.4 133.8 141.2 137.9 4.39 3.39 3.26
9 3 3 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
9.1 90.2 42.7 2 6.54 6.46 5.7 136.1 136.1 136.1 214.1 230.7 225.6 4.5 3.5 3.03
表 4-2 田口式內外直交表
表 4-3 液滴為小液滴時 S/N 比回應表
A B C 體積(pl) MSD S/N
1 1 1 126.6 131.5 134.8 17163.62 -42.34 1 2 2 65.85 68.96 73.29 4821.04 -36.83 1 3 3 18.67 18.3 19.9 359.82 -25.56 2 1 2 162 165 174 27915 -44.45 2 2 3 140.7 154.1 145.7 21590.6 -43.34 2 3 1 12.37 12.61 11.86 150.89 -21.78 3 1 3 215.6 255.6 294 66083.57 -48.20 3 2 1 133.8 141.2 137.9 18952.1 -42.77 3 3 2 229.2 241.6 238.6 55944.39 -47.47
表 4-4 液滴為小液滴時 S/N 比回應平均表
A B C 1 -34.91 -45.00 -35.63 2 -36.52 -40.98 -42.92 3 -46.15 -31.60 -39.03
表4-5 液滴為大型聚合液滴時 S/N 比回應表
A B C 體積(pl) MSD S/N
1 1 1 126.6 131.5 134.8 17163.62 -42.34 1 2 2 65.85 68.96 73.29 4821.04 -36.83 1 3 3 18.67 18.3 19.9 359.82 -25.56 2 1 2 310 410.3 451 155949 -51.92 2 2 3 311.1 382.6 261.3 103814.6 -50.16 2 3 1 12.37 12.61 11.86 150.89 -21.78 3 1 3 467 322.8 534 202481.6 -53.06 3 2 1 133.8 141.2 137.9 18952.1 -42.77 3 3 2 229.2 241.6 238.6 55944.39 -47.47
表4-6 液滴為大型聚合液滴時 S/N 比回應平均表
A B C 1 -34.91 -49.11 -35.63 2 -41.29 -43.25 -45.41 3 -47.77 -31.60 -42.92
表4-7 斷裂時間 S/N 比回應表
A B C 斷裂時間(μs) MSD S/N
1 1 1 95.23 95.23 95.23 9068.75 -39.57 1 2 2 81.63 81.63 95.23 7465.22 -38.73 1 3 3 68.02 68.02 68.02 4626.72 -36.65 2 1 2 163.2 163.2 149.6 25216.21 -44.01 2 2 3 136.1 136.1 136.1 18523.21 -42.67 2 3 1 40.8 40.8 40.8 1664.64 -32.21 3 1 3 149.6 149.6 163.2 23798.19 -43.76 3 2 1 122.4 122.4 122.4 14981.76 -41.75 3 3 2 136.1 136.1 136.1 18523.21 -42.67
表 4-8 斷裂時間的 S/N 比回應平均表
A B C 1 -38.31 -42.45 -37.84 2 -39.63 -41.05 -41.80 3 -42.73 -37.18 -41.03
表4-9 液滴不均勻度 S/N 比回應表
A B C 液滴不均勻度(%) MSD S/N 1 1 1 21 12 26 420.33 -26.23 1 2 2 25 20 18 449.67 -26.52 1 3 3 20 17 11 270 -24.31 2 1 2 57 30 30 1683 -32.26 2 2 3 24 25 23 576.67 -27.60 2 3 1 24 14 12 305.33 -24.84 3 1 3 25 19 29 609 -27.84 3 2 1 19 17 20 350 -25.44 3 3 2 16 13 9 168.67 -22.27
表4-10 液滴不均勻度 S/N 比平均回應表
A B C 1 -25.69 -28.7 -25.50 2 -28.23 -26.52 -27.02 3 -25.18 -23.81 -26.58
表 4-11 小液滴對速度的 S/N 比回應表
A B C 速度(m/s) MSD S/N
1 1 1 6.29 5.56 7.3 0.025 15.94 1 2 2 4.26 3.74 3.93 0.063 11.95 1 3 3 6.2 6.25 6.35 0.025 15.93 2 1 2 3.56 4.69 4.52 0.057 12.38 2 2 3 3.76 4.2 4.17 0.061 12.10 2 3 1 5.4 5.9 5.29 0.032 14.82 3 1 3 3.99 5.85 3.88 0.052 12.77 3 2 1 3.95 4.24 3.4 0.068 11.62 3 3 2 6.54 6.46 5.7 0.026 15.84
表4-12 小液滴對速度的 S/N 比平均回應表
A B C 1 14.61 13.69 14.13 2 13.10 11.89 13.39 3 13.41 15.53 13.60
表4-13 大液滴對速度的 S/N 比回應表
A B C 速度(m/s) MSD S/N
1 1 1 6.29 5.56 7.3 0.025 15.94 1 2 2 4.26 3.74 3.93 0.063 11.95 1 3 3 6.2 6.25 6.35 0.025 15.94 2 1 2 3.41 4.11 3.43 0.076 11.15 2 2 3 3.66 3.81 4.12 0.067 11.71 2 3 1 5.4 5.9 5.29 0.033 14.82 3 1 3 2.87 4.9 2.38 0.113 9.46 3 2 1 3.95 4.24 3.4 0.068 11.62 3 3 2 6.54 6.46 5.7 0.026 15.84
表4-14 大液滴對速度的 S/N 比平均回應表
A B C 1 14.61 12.18 14.13 2 12.56 11.76 12.98 3 12.31 15.53 12.37
表4-15 Case3 在頻率 96kHz 與 64KHz 的比較 96 69.2 63.6 67.14 35.48 46.97 42.05 2.63 2.72 2.66
表4-16 實驗中的無因次參數
圗1-1 石英晶格的壓電效應
圗1-2 壓電效應[20]
圗1-3 三明治型的轉換器[20]
圗 1-4 實驗中噴孔片變化參數的位置圖 厚度
外噴孔直徑 內表面
圖2-1 液滴自噴孔凸出
圗 2-2 整體拉長
圖 2-3 主液滴與尾端斷裂
圖2-4 尾液滴形成衛星液滴
圗2-5 噴孔片製作流程
圗2-6 噴孔片光罩圖(Auto CAD)
圖2-7 噴孔片光罩放大圖樣(Auto CAD)
13mm
10mm
圗2-8 電鑄過程中金屬的沉積圖
圗 2-9 噴孔剖面圖與正視圖(大圈為光阻痕跡，小圓為噴孔)
金屬(鎳) 光阻
母模(導電部份)
圗2-10 液面接觸角為 74 度
圖 2-11 液面接觸角為 54 度
圖2-12 液面接觸角為 112 度
圖3-1 CCD 攝影機(X-strean VISION)
圖 3-2 顯微鏡筒
圖 3-3 光學鏡頭
圖 3-4 FOI-250 的 250W
圖3-5 訊號產生器 GFG-8015G
圗3-6 噴孔片與壓電片接合示意圖
圗 3-7 噴孔片與壓電片接合後圖形
圗 3-8 噴孔片震動示意圖 固定範圍
(10mm)
可振動範圍
圖 3-9 儀器架設位置
圖3-10 儀器位置示意圖
強光源
訊 號 產 生 器 高速攝影機
訊號接收端(電腦)
光纖 DI Water
顯微鏡筒
圗3-11 都卜勒振動量測儀(Polytec Demo 設備)
圗 4-1 Case1 液滴噴岀狀態(紅線表 100μm)
圗 4-5 Case5 液滴喷出狀態(紅線表 100μm)
圗 4-9 Case9 液滴喷出狀態(紅線表 100μm)
圗 4-10 Case9.1 液滴喷出狀態(紅線表 100μm)
圗4-11 振幅與 Case 編號關係圖
(1)
(2)
(4)
(3)
(5)
(6)
(1)
(2)
(4)
(3)
(5)
(6)
圗4-12 噴孔孔徑與體積的 S/N 比回應圗
圗4-13 噴孔片厚度與體積的 S/N 比回應圗
圗4-14 表面接觸角與體積 S/N 比回應圗
圗4-15 振幅與對應 Case 的接觸角關係
圗4-16 三因素對液滴體積影響的百分比(小液滴)
圗 4-17 三因素對液滴體積影響的百分比(大液滴)
三因素對液滴體積影響的百分比圖(小液滴)
噴孔直徑 噴孔片厚度 表面接觸角
36.39%
36.33%
27.28%
三因素對液滴體積影響的百分比圖(大液滴)
噴孔直徑 噴孔片厚度 表面接觸角
33.07%
39.04%
27.89%
圗4-18 噴孔孔徑與斷裂時間的 S/N 比回應圗
圗4-19 噴孔片厚度與斷裂時間的 S/N 比回應圗
圗4-20 振幅與對應厚度的關係
圗4-21 表面接觸角與斷裂時間的 S/N 比回應圗
圗4-22 三因素對液滴斷裂時間影響的百分比
圗4-23 噴孔直徑與液滴均勻度 S/N 比回應圗
三因素對液滴斷裂時間影響的百分比圖
噴孔直徑 噴孔片厚度 表面接觸角
31.35%
17.70%
50.95%
圗 4-24 噴孔片厚度對液滴均勻度的 S/N 比回應圗
圗 4-25 表面接觸角對液滴均勻度的 S/N 比回應圗
圗4-26 三因素對液滴均勻性影響的百分比
圗 4-27 噴孔直徑與液滴飛行速度的 S/N 比回應圗
三因素對液滴均勻性影響的百分比
噴孔直徑 噴孔片厚度 表面接觸角
30.42% 31.78%
37.80%
圗4-28 噴孔片厚度與液滴飛行速度的 S/N 比回應圗
圗4-29 表面接觸角與液滴飛行速度的 S/N 比回應圗
圗4-30 三因素對液滴飛行速度影響的百分比(小液滴)
圗4-33 Case3 於 96kHz 時的振幅
圗4-34 Case3 於 96kHz 時噴孔片的速度
圗4-35 三因素與 Re 關係圖
圗4-36 三因素與 We 關係圖
圗4-37 三因素與 Ca 關係圖
圗5-1 慣性方向與流動方向相同