聚酯熔体流变特性及其对纺丝组件内流场的影响研究
在纤维的生产过程中，熔融纺丝具有设备简单、所需投资少以及加工出纤维的性能优异等的优点备受欢迎;在纺丝过程中，聚合物熔体通过纺丝组件被挤成丝条是纤维成型过程中最重要的一道工序。纺丝组件主要是由砂腔、分配板、喷丝板等的结构组成，理想的纺丝组件应该能保证聚合物熔体在组件内的停留时间一致，能使熔体均匀的从喷丝孔中挤出，而现在的组件很多存在出丝不均、断丝等的情况，这就需要对纺丝组件内的流场进行深入研究。 本文从高聚物的流变性出发，通过查阅文献可知绝大部分纺丝熔体属于假塑性流体，同时通过流变实验得到了不同聚酯熔体在纺丝温度下的流变特性，发现幂律方程可以很好的拟合聚合物熔体的流变特性。流体在纺丝组件内的流动可以看作流体在多个平板及圆管内的组合流动;因此通过幂律流体在圆管与平板简单结构内数值模拟结果与其解析解进行对比，发现数值模拟的结果可以良好的吻合解析解，其次通过方腔拖曳流的模拟与文献中结果进行比较发现模拟结果与文献中数据吻合良好;这就可以从理论上说明数值模拟的正确性。之后利用中纺院所使用的一种民用丝纺丝组件作为模型对组件内部流场进行CFD模拟，通过模拟发现幂律模型中稠度系数K对纺丝组件入口压力有较大的影响而对组件内速度分布影响较小，非牛顿指数n对组件的压力与速度分布都有较大的影响，随着非牛顿指数n的增大，纺丝组件入口的压力也会随之变大，纺丝组件内喷丝板前方滞留区区域会减小，同时熔体从喷丝孔挤出的流量也会更均匀。
纤维熔融纺丝;聚酯熔体;流变特性;纺丝组件;流场特性
北京化工大学
硕士
化学工程
李志鹏;李鑫
2021
中文
TQ340.642
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）