細(xì)旦滌綸長(zhǎng)絲熔體直紡工程模擬研究.pdf

1、細(xì)旦和超細(xì)旦纖維是目前差別化纖維的一個(gè)發(fā)展主流，也是差別化纖維發(fā)展中的一類重要產(chǎn)品。近幾年，我國(guó)相繼投產(chǎn)的多條大容量十噸級(jí)滌綸熔體直紡生產(chǎn)線，能生產(chǎn)滌綸細(xì)旦長(zhǎng)絲，但附加值較低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，盈利能力逐步下降。所以對(duì)熔體直紡過程的研究就十分重要。用計(jì)算機(jī)模擬來分析研究是比較可行的方法，因?yàn)橛泻芏鄶?shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)所不能得到的。本文將重點(diǎn)對(duì)熔體直紡細(xì)旦長(zhǎng)絲的輸送過程進(jìn)行模擬，給企業(yè)以完整的輸送體系模擬以及調(diào)整工藝的方向。
　　 本文首先建立

2、了熔體輸送過程的管道模型、增壓泵模型、計(jì)量泵模型、熔體過濾器模型以及紡絲組件模型。在每個(gè)單元模型中，根據(jù)穩(wěn)態(tài)流體流動(dòng)的原理，建立了熔體輸送過程中熔體停留時(shí)間、壓力降、溫升和熔體粘度降模型。模擬了熔體溫度、熔體壓強(qiáng)和熔體粘度降隨管長(zhǎng)、停留時(shí)間的變化。發(fā)現(xiàn)增壓泵、計(jì)量泵對(duì)溫升、壓強(qiáng)降的影響比較大，而管道和紡絲組件對(duì)特性粘度降和停留時(shí)間影響比較大。
　　 在熔體輸送過程中，熔體質(zhì)量主要受到初始熔體特性粘度、交接點(diǎn)熔體溫度、熔體流量和大

3、循環(huán)熱媒溫度的影響。調(diào)整模擬條件，進(jìn)行權(quán)重分析，擬合得到特性粘度降、溫升和停留時(shí)間的權(quán)重分析式。發(fā)現(xiàn):對(duì)于特性粘度降權(quán)重影響最大的是初始特性粘度，較低的熔體溫度和大循環(huán)熱媒溫度以及適當(dāng)?shù)靥岣弋a(chǎn)能均對(duì)粘度降下降有利;初始特性粘度對(duì)于溫升的權(quán)重最大，采用較高的特性粘度、調(diào)低熔體溫度和調(diào)高大循環(huán)熱媒溫度來會(huì)使得溫升提高。
　　 建立了熔體直紡細(xì)旦滌綸長(zhǎng)絲的單絲模型，從力平衡、本構(gòu)方程和能量平衡三方面進(jìn)行分析，分別得到了張力、溫度、速度

4、的微分方程式。根據(jù)模型利用matlab軟件進(jìn)行編程，模擬了紡絲速度、溫度、張力、纖維直徑、速度梯度隨紡程的變化，并且對(duì)比了粗旦和細(xì)旦絲的特點(diǎn)。
　　 在滌綸長(zhǎng)絲生產(chǎn)中，產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)量的調(diào)整十分頻繁，本文模擬相鄰管道產(chǎn)量調(diào)整對(duì)于熔體質(zhì)量的影響，發(fā)現(xiàn)相鄰管道適當(dāng)?shù)卦黾赢a(chǎn)量會(huì)提高熔體質(zhì)量。此外，利用模型進(jìn)行了熔體輸送各控制點(diǎn)數(shù)值的驗(yàn)證，壓強(qiáng)的模擬和實(shí)際比較吻合，溫度的模擬存在一定的誤差。
　　 調(diào)整熔體輸送的工藝參數(shù)，對(duì)調(diào)整前