【摘 要】
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在熔喷设备中,广泛使用着双缝形喷嘴。生产过程中两股高速、高温的热空气从喷丝孔两侧的两个气缝中喷出并汇合,对喷丝孔中挤出的聚合物熔体进行拉伸细化。若知道了流场中气流
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在熔喷设备中,广泛使用着双缝形喷嘴。生产过程中两股高速、高温的热空气从喷丝孔两侧的两个气缝中喷出并汇合,对喷丝孔中挤出的聚合物熔体进行拉伸细化。若知道了流场中气流温度、速度的变化规律,就可以进行纤维拉伸细化过程的模拟、纤维性质的预测,以了解纤维的拉伸机理,从而指导熔喷工艺的优化设计,进而提高产品质量和节约成本。本论文首先根据现有的熔喷双槽形喷嘴结构对陈廷等人在2005年建立的熔喷双槽形喷嘴的喷射流场理论模型进行了改进,建立起了一个新的熔喷模头喷嘴流场模型。然后,本论文选择雷诺应力模型作为湍流模型,确定了雷诺应力模型的控制方程,对雷诺应力模型的控制方程进行了离散化,得到了控制方程的差分方程,并选择Simple算法来求解这些差分方程。接着,本论文确定了计算区域并对其划分网格,选择雷诺应力模型对流场进行了数值模拟,求得了沿喷丝孔轴线方向流场的速度和温度分布,并得到了3点结论:气流流道与喷丝孔轴线的夹角越小,x方向的气流速度越大,气流温度越高;风道口宽度越大,x方向的气流速度越大,气流温度越高;模头喷嘴孔宽度越小,x方向的气流速度越大,气流温度越高。最后,本论文选用“球-弹簧”纤维模型,通过数值模拟求得流场的速度矢量图,并得到3点规律:纤维在运动过程中其倾斜角度逐渐增大,纤维的外端逐渐远离纺丝线,即纤维有向外扩散的趋势;随着初始气流速度的增加,纤维垂直离开纺丝线的距离增加;离模头越近,纤维的倾角越小。
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