本實用新型涉及適用于航空發(fā)動機試驗用裝置，尤其涉及燃油結(jié)冰試驗時含水燃油的配置以及發(fā)動機吸雨試驗大氣雨滴的模擬用的微滴定針頭。

背景技術(shù)：

民用航空發(fā)動機適航取證需滿足33.67條款關(guān)于燃油結(jié)冰的要求，可通過開展燃油結(jié)冰試驗來表明符合性，試驗用的燃油需含有條款規(guī)定的含水量，即在27℃(80°F)的含水的初始飽和燃油中每升加進(jìn)0.2毫升游離水(每加侖含0.025液英兩)。根據(jù)SAE ARP1401的推薦，在配置含水燃油時添加水的體積越小不僅有利于提高精度，更有利于水與燃油的充分混合。因此減小水滴的體積，可有效提高含水燃油配置的精度和速度。

同樣為表明33.78吸雨與吸雹條款的符合性，需開展發(fā)動機吸雨試驗，33部條款對大氣雨滴的尺寸有嚴(yán)格定義，具體直徑范圍為0-7.00毫米共13個尺寸梯度，同樣對獲得更小體積的雨水及精度提出了挑戰(zhàn)。

采用普通針頭添加水，液滴依靠自身重力從針頭滴落，由于液滴的表面張力及針頭材料的粘附作用，當(dāng)需滴定的液滴的體積越小時越難滴落，因此存在滴定體積上的瓶頸，不利于滴定精度的把握。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種微滴定針頭，其可以減小滴定水滴體積、提高滴定精度。

一種微滴定針頭包括針頭管壁，所述針頭管壁的底端面為V形面，所述V形面包括內(nèi)壁面和與所述內(nèi)壁面相交的外壁面，所述外壁面相對于水平方向向上傾斜的傾斜角為θ₁，0°≤θ₁＜90°。

在一實施例中，傾斜角θ₁的取值范圍為30°～80°。

在一實施例中，傾斜角θ₁等于45度。

在一實施例中，所述微滴定針頭是燃油結(jié)冰試驗低溫含水燃油用滴定針頭。

在一實施例中，所述微滴定針頭是細(xì)胞培養(yǎng)或微流道運輸相關(guān)的實驗用的滴定針頭。

在一實施例中，所述內(nèi)壁面相對于水平方向垂直。

根據(jù)實用新型人的試驗和研究，由于針頭管壁的底端形狀為V形面，液滴滴落的臨界液滴體積可以更小，因此能提高滴定精度。

附圖說明

本實用新型的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中：

圖1為一比較例中微滴定針頭的半剖視圖。

圖2為本實用新型一實施例中微滴定針頭的半剖視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下根據(jù)實際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實施例的內(nèi)容限制本實用新型的保護(hù)范圍。

實用新型人通過大量的實驗和理論研究發(fā)現(xiàn)，利用如圖1所示的針頭滴定液體，液滴可以滴落的判斷標(biāo)準(zhǔn)是液滴自身的重量大于液滴與針頭壁面的粘附力。液滴滴落的行為如圖1所示，其中d為針頭管壁1的厚度，R為針頭管壁1的內(nèi)半徑，θ為液滴輪廓切線與水平線的夾角。θ是一個與液滴同針頭材料接觸角(對于特定、材料特定液體為常數(shù))以及針頭形貌λ相關(guān)的量，可表示為并隨著的增大而減小。

滴定的具體行為可描述為：隨著液滴體積V的增大，θ相應(yīng)減小。這個階段因為針頭壁拐面的釘扎作用，雖然液滴體積持續(xù)增大，但接觸線依然固定在拐面，當(dāng)液滴體積繼續(xù)增大達(dá)到臨界值時因自身重量而滴落(需要指出的是，對于特定材料、形狀的針頭而言，存在著固定的θ_c。當(dāng)θ減小至θ_c時，接觸線不再固定在拐面而將向兩邊擴張，此時液滴與針頭的接觸面大大增加，粘附力也隨之增大。所以需要更大體積的液滴才能依靠自身重量克服粘附而滴落)。

通過理論研究，在不考慮接觸線擴張引起額外粘附的情況下，推算針頭所能滴下的臨界液滴體積V_c可表示為：

可以看出這是一個與針頭管壁1的厚度d無關(guān)的量。其中V_c是臨界體積，R是針頭管壁1內(nèi)半徑，γ是液體的表面張力系數(shù)(常溫常壓下，水的表面張力系數(shù)為0.07275N/m)，ρ為液體密度，g為重力加速度常量。

從公式(1)可以看出V_c隨著R和的減小而減小，即隨的增大而減小。由于制作工藝的限制，R并不能無限小，一般可以控制在0.1mm左右。同時現(xiàn)有研究表明，不經(jīng)表面化學(xué)修飾的天然材料所能達(dá)到的最大接觸角為為了推算普通針頭可以滴定的最臨近的V_c，取R＝0.1mm，此時帶入(1)式可推得V_c＝4.08ul。這表明，利用普通針頭所能滴下的最小液滴體積為4.08ul。

實際情況下，針頭的材料屬性使得同時考慮接觸線擴張，普通針頭所能滴下的液滴通常大于4.08ul。由公式(1)可得不僅與相關(guān)，同樣與針頭形貌λ相關(guān)，為了使針頭滴下更小體積的液滴，可以通過改變針頭形貌λ來實現(xiàn)。

如圖2所示，根據(jù)本實用新型的實施例中，微滴定針頭包括針頭管壁4，針頭管壁4的底端面為V形面，V形面包括內(nèi)壁面2和外壁面3，內(nèi)壁面2和外壁面3在末端相交，內(nèi)壁面2垂直于水平面，而外壁面3相對于水平方向向上傾斜的傾斜角為θ₁，0°≤θ₁＜90°；其中，傾斜角θ₁的優(yōu)選取值范圍為30°～80°。

為了與圖1所示的針頭進(jìn)行比較，本實施例同樣取R＝0.1mm，由于針頭切削出一個額外的角度θ₁，此時將相應(yīng)減小。取切削的角度θ₁＝30°，此時對應(yīng)的(此時液滴輪廓切線與針頭壁面夾角為帶入公式(1)，計算可得V_c＝2.40ul。這表明V形面的設(shè)計明顯減小針頭可以滴落的液滴體積。實際上，若將V形面切削出更大的角度，將能滴下更小體積的液滴(若取θ₁＝45°，計算可得V_c＝1.57ul)。

通過與圖1所示的針頭對比可以看出：本實用新型的微滴定針頭，通過將針頭管壁1的底面由平面設(shè)計為V形面，使針頭能夠滴下更小體積的液滴，從而實現(xiàn)更高精度要求的微滴定。

本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實用新型權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍內(nèi)。