三層薄膜擠出吹塑過程中機(jī)頭流場(chǎng)的模擬分析.pdf

1、塑料薄膜適用的范圍廣,主要應(yīng)用在包裝工業(yè)、紡織工業(yè)以及航空航天領(lǐng)域。在塑料薄膜的成型方法中,應(yīng)用最廣泛的是擠出吹塑成型,人們通過實(shí)踐總結(jié)出現(xiàn)代擠出吹塑成型的三大要素,合理的擠出成型工藝、先進(jìn)的擠出設(shè)備、高效的擠出機(jī)頭和定型裝置。在擠出成型設(shè)備中,機(jī)頭是必不可少的組成部件,機(jī)頭結(jié)構(gòu)對(duì)薄膜制品的生產(chǎn)起著決定性的作用。機(jī)頭流場(chǎng)的分析又是最為關(guān)鍵的部分,各個(gè)參數(shù)的變化不僅僅關(guān)系著生產(chǎn)效率,還影響了機(jī)頭模具的壽命、制品的精度、模具的成本和制模工藝

2、方法的改進(jìn)等?；跈C(jī)頭在擠出吹塑薄膜加工中的重要性,研究機(jī)頭流場(chǎng)具有十分重要的意義。利用PRO/E建立機(jī)頭芯棒實(shí)體模型,導(dǎo)入GAMBIT中,運(yùn)用布爾運(yùn)算建立螺旋流道的三維模型,這種方法建立的模型在網(wǎng)格劃分時(shí)斷面比較少,可以直接劃分網(wǎng)格,不需要額外地對(duì)模型進(jìn)行修補(bǔ)。直接運(yùn)用GAMBIT對(duì)建立的幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,由于流道的幾何模型比較復(fù)雜,將實(shí)體劃分為四面體網(wǎng)格。
　　根據(jù)機(jī)頭流道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和物料的特性,作出假設(shè),運(yùn)用流體力學(xué)的基

3、礎(chǔ)知識(shí)建立數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用有限元法對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行分析,將網(wǎng)格文件導(dǎo)入FLUENT中,設(shè)置物性參數(shù),施加邊界條件,利用軟件計(jì)算流體方程,分析殘差圖,接著求解出機(jī)頭流道內(nèi)的壓力分布云圖,速度分布云圖,對(duì)分布云圖進(jìn)行分析說明,最后總結(jié)出壓力和速度的分布規(guī)律以及分析出口處速度的均勻性。提出定性的方法來研究流量分布的均勻性。運(yùn)用兩種方式定性地研究流量的均勻性,分析截面的速度分布云圖和圓環(huán)截面上的速度周向分布剖面圖。第一種可以看出截面速度的分布均勻性,第

4、二種可以很直接地觀察到截面的速度沿著周向變化的情況。分析入口流速,緩沖槽長(zhǎng)度,定型段長(zhǎng)度和非牛頓指數(shù)的變化對(duì)流場(chǎng)的影響,總結(jié)出不同的參數(shù)變化流場(chǎng)的變化規(guī)律,分析參數(shù)變化對(duì)出口處速度均勻性的影響,入口壓力和壓力降的影響。結(jié)果表明入口流速和非牛頓指數(shù)的變化對(duì)出口處速度分布的均勻性,入口壓力和壓力降都有很大的影響,而緩沖槽長(zhǎng)度和定型段長(zhǎng)度的變化對(duì)出口處速度分布的均勻性影響不大,對(duì)入口壓力和壓力降也有很大的影響。此研究給人們優(yōu)化流道結(jié)構(gòu)提供了依