熔紡組件流動(dòng)均勻性及其冷態(tài)模型研究.pdf

1、在熔融紡絲中紡絲組件的作用是使熔體進(jìn)行過濾除掉其中的雜質(zhì)，充分混合均勻，并在一定的壓力下由噴絲孔擠出形成絲束，其性能的好壞直接影響到原絲的可紡性及各種性能指標(biāo)。對于紡絲組件的優(yōu)化設(shè)計(jì)，大多通過大量的試紡實(shí)驗(yàn)，這在經(jīng)濟(jì)、能源方面都會損耗巨大，特別是效率太低，并且不能直觀地評價(jià)結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。為了彌補(bǔ)上述方法的不足，更加真實(shí)的反應(yīng)紡絲組件內(nèi)部流體流動(dòng)過程，實(shí)現(xiàn)流體流動(dòng)過程可視化，本文采用冷態(tài)模型實(shí)驗(yàn)研究了紡絲組件內(nèi)部流體流動(dòng)過程，為紡絲組件的設(shè)

2、計(jì)優(yōu)化提供更加真實(shí)、可靠的理論依據(jù)。
　　本文首先選擇糖漿溶液作為冷態(tài)模型實(shí)驗(yàn)的模擬介質(zhì)，對糖漿溶液的流變性進(jìn)行了研究，得出以下結(jié)論:糖漿溶液可通過除去不同水分、添加一定量的PAM來實(shí)現(xiàn)粘彈性的調(diào)節(jié)，通過擬合得到其零剪切粘度與除水量的預(yù)測公式:η0=68.5183×e0.5672x;在剪切速率γ＜400 s-1時(shí)，粘度基本保持不變，表現(xiàn)為牛頓流體，γ＞1000 s-1時(shí)，出現(xiàn)剪切變稀現(xiàn)象，表現(xiàn)為假塑性流體;PAM的添加對糖漿溶液的

3、儲能模量G'和損耗模量G"影響較大，且對G'的影響較為顯著:糖漿溶液的擠出脹大比(B)，隨著PAM的添加量和擠出速率的增大而增大;除水2.2％加500 ppm PAM的糖漿溶液與290℃時(shí)的PET熔體在剪切速率為1～100 s-1范圍內(nèi)，具有相似的流變規(guī)律，證實(shí)了糖漿溶液可以作為冷態(tài)模型系統(tǒng)模擬介質(zhì)。
　　采用冷模實(shí)驗(yàn)對紡絲組件進(jìn)行的研究表明，紡絲組件中導(dǎo)流板錐角為174°時(shí)，對進(jìn)入紡絲組件的流體均勻性分配效果較好。無論導(dǎo)流板錐角

4、如何改變，噴絲板內(nèi)圈噴絲孔流量分配均勻性普遍要高于外圈，這是由噴絲板排布方式?jīng)Q定的，所以噴絲板的排布方式根本上決定了噴絲孔之間流量平衡關(guān)系。流體粘彈性增加，導(dǎo)流板的分配均勻性變差，此時(shí)受剪切速率的影響增大;處于導(dǎo)流板入口邊緣位置的流線沿著徑向方向直線分布，分散效果較差，靠近入口中心位置，流線呈發(fā)散狀分布，分散效果較好。
　　對于噴絲孔加工精度實(shí)驗(yàn)的研究得出，異形孔葉寬加工偏差(±2μm)對壓力波動(dòng)影響隨著剪切速率的增大，逐漸減小。