組合氣體流場(chǎng)中的熔噴聚合物拉伸模型.pdf

1、熔噴是一種依靠聚合物擠壓成網(wǎng)來(lái)生產(chǎn)非織造布的技術(shù)，也是制備超細(xì)纖維的主要方法之一。熔噴法是通過(guò)高速高溫氣流的作用將聚合物熔體拉伸成超細(xì)纖維的，因此氣體流場(chǎng)中的氣體速度分布和溫度分布對(duì)最終纖維直徑有著至關(guān)重要的影響。為了使氣體流場(chǎng)更有利于聚合物熔體的拉伸，本課題組在熔噴雙槽形噴嘴下方安裝了一個(gè)先縮后擴(kuò)的輔助噴嘴，這樣就由主噴嘴（雙槽形噴嘴）氣體流場(chǎng)和輔助噴嘴氣體流場(chǎng)構(gòu)成了一個(gè)組合氣體流場(chǎng)。
　　本文對(duì)組合氣體流場(chǎng)和單一氣體流場(chǎng)進(jìn)行了

2、數(shù)值模擬，對(duì)其中的組合氣體流場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量；構(gòu)建了熔噴聚合物拉伸二維模型和一維模型；對(duì)聚合物拉伸模型進(jìn)行了數(shù)值求解；對(duì)二維模型和一維模型的求解結(jié)果進(jìn)行了比較。
　　論文研究?jī)?nèi)容分為以下三個(gè)部分：
　?。?）構(gòu)建了組合氣體流場(chǎng)和單一氣體流場(chǎng)模型，并進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了流場(chǎng)的氣體速度分布和溫度分布，并將兩個(gè)流場(chǎng)的模擬結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，組合流場(chǎng)的幾何結(jié)構(gòu)會(huì)通過(guò)延緩氣體速度和溫度的衰減而延長(zhǎng)聚合物熔體拉伸的過(guò)程。利用IF

3、A300型熱線風(fēng)速儀對(duì)改裝后熔噴設(shè)備的氣體流場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，將實(shí)測(cè)結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好，證明了組合流場(chǎng)模型的正確性。
　?。?）采用拉格朗日法分析了熔噴聚合物熔體的拉伸過(guò)程，對(duì)聚合物絲條的受力情況和傳熱情況進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上建立了熔噴聚合物拉伸連續(xù)方程、動(dòng)量方程和能量方程，從而構(gòu)建了熔噴聚合物拉伸二維模型和一維模型。
　?。?）將氣體流場(chǎng)的數(shù)值模擬結(jié)果應(yīng)用到了所建立的聚合物拉伸

4、模型中，對(duì)聚合物拉伸模型進(jìn)行了數(shù)值求解，得到了組合流場(chǎng)和單一流場(chǎng)條件下的纖維直徑，并進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，組合流場(chǎng)對(duì)聚合物絲條的拉伸效果優(yōu)于單一流場(chǎng)。此外，還得到了聚合物絲條的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過(guò)分析聚合物絲條的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)現(xiàn)，聚合物熔體在熔噴紡絲過(guò)程中會(huì)不斷地沿著噴絲孔軸線左右擺動(dòng)，正是這種擺動(dòng)使得聚合物絲條被迅速拉伸。對(duì)二維模型和一維模型的求解結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，聚合物拉伸二維模型的求解結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果更加接近。
　　綜上所述，本