Hierdie referaat kombineer die resultate van studies om die karakteristieke Taylor-keel-formasietyd van elektrosproeisisteme te optimeer. Deur middel van die model wat tydens die studies ontwikkel is, kan daar semi-analities bepaal word watter beperkings (t.o.v. relatiewe permitiwiteit, oppervlakspanning en vloeistofdigtheid) aan die nanodeeltjies wat met apparaat van ’n gegewe geometrie gegenereer kan word, toegewys word. Net so kan die vereiste geometrie bereken word wanneer die vereiste chemiese eienskappe aan hierdie model verskaf word. Hierdie model kan ook gebruik word om die maksimum frekwensie te bereken waarteen deeltjies deur middel van ’n wisselstroom vir gegewe chemiese eienskappe gegenereer kan word.

Aangesien die Taylor-keel kenmerkend ’n bepaalde tyd verg om te vorm wanneer die vloeistof aan ’n elektriese veld blootgestel word, is hierdie tyd eerstens bepaal (Pieterse 2013a). Op grond van eksperimentele data voorsien deur Kim et al. (2008) en ’n analitiese model ontwikkel deur Suvorov en Zubarev (2004), kon die maksimum frekwensie van ’n wisselende veld vir elektrosproei bepaal word. Hierdie maksimum frekwensie is kubies proporsioneel aan die aangelegde elektriese veld. Die maksimum veld wat aangelê kan word sonder om korona-ontladings te veroorsaak, is semi-analities bereken (Pieterse 2013b). Daar is ook ’n semi-analitiese model vir algemene elektrosproeigeometrieë geformuleer om die elektriese velde te bereken wat weens die polarisasie van die vloeistof ontstaan.

Die resultate van die studie toon ’n gemiddelde relatiewe fout van ongeveer 20%, en stem dus in groot mate ooreen met teoretiese en eksperimentele studies deur ander onafhanklike navorsingsgroepe oor die afgelope twintig jaar. Die resultate van genoemde studies word tans verder ondersoek, en resultate dui voorlopig daarop dat die maksimum elektriese velde selfs meer akkuraat bereken sal kan word. As deel van die opvolgnavorsing wat onderneem sal word, sal hierdie optimeringsmetodes eksperimenteel in samewerking met die Departement Elektriese en Elektroniese Ingenieurswese geverifieer en gekommersialiseer word.

Pieterse, C.L., 2013a, ‘Comments on: “Electrohydrodynamic drop-on-demand patterning in pulsed cone-jet mode at various frequencies” by Joonghyuk Kim, Hyuncheol Oh and Sang Soo Kim’, Journal of Aerosol Science 57, 199−202.

Pieterse, C.L., 2013b, ‘Electrohydrodynamic atomization limitations at atmospheric conditions due to corona discharge’, IEEE EUROCON 2013, pp. 1897−1903, University of Zagreb, Zagreb.

Suvorov, V.G. & Zubarev, N.M., 2004, ‘Formation of the Taylor cone on the surface of liquid metal in the presence of an electric field’, Journal of Physics D: Applied Physics 37(2), 289−297.