熔噴非織造噴射流場的數(shù)值模擬與實驗測試.pdf

1、熔噴法是制備超細(xì)纖維非織造布的重要方法。在熔噴非織造加工中，聚合物熔體是被高速高溫氣流拉伸成超細(xì)纖維的。因此，噴射流場的速度分布和溫度分布對聚合物拉伸和最終纖維直徑有重要影響。對噴射流場進(jìn)行深入研究，切實掌握氣流拉伸過程的本質(zhì)特征，對于熔噴非織造設(shè)備水平和產(chǎn)品質(zhì)量的提高具有顯著的實際意義。
　　 本文建立了熔噴非織造雙槽形噴嘴噴射流場的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了數(shù)值模擬。利用K型熱電偶、NI9211數(shù)據(jù)采集卡及LabVIEW軟件搭建了四通

2、道溫度測量系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)及IFA300型熱線風(fēng)速儀分別測量了HDF-6D型熔噴非織造設(shè)備噴射流場的溫度分布和速度分布，將模擬值與實測值進(jìn)行了比較，結(jié)果吻合性較好，證明了所建噴射流場數(shù)學(xué)模型的正確性。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用正交試驗方法對9種不同參數(shù)噴嘴的噴射流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，找出了最優(yōu)噴嘴參數(shù)。論文內(nèi)容共分為四個部分：
　　 第一部分建立了噴射流場數(shù)學(xué)模型，該模型由連續(xù)方程、動量方程、能量方程、湍流動能方程、湍流動能耗率方程組成。

3、利用該模型對熔噴非織造雙槽形噴嘴噴射流場進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了噴射流場氣流速度和氣體溫度的分布情況。
　　 第二部分以K型熱電偶作為溫度采集元件，NI9211采集卡作為數(shù)據(jù)處理設(shè)備，采用LabVIEW語言編寫了溫度采集程序，搭建了四通道溫度測量系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性驗證。
　　 第三部分采用四通道溫度測量系統(tǒng)和IFA300型熱線風(fēng)速儀分別測量了噴射流場的溫度分布和速度分布，并與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明模擬值

4、與實測值吻合較好，從而證明了所建噴射流場數(shù)學(xué)模型的正確性。
　　 第四部分采用噴射流場數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用正交試驗方法模擬了9種不同噴嘴參數(shù)的噴射流場，得到了各噴射流場的速度分布和溫度分布。通過極差分析及方差分析，找出了各因素對結(jié)果影響程度的大小，并得到了最優(yōu)噴嘴參數(shù)。
　　 綜上所述，本文建立了熔噴非織造雙槽型噴嘴噴射流場的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了數(shù)值模擬和實驗驗證，應(yīng)用正交試驗方法找出了影響噴射流場的主要因素及最優(yōu)噴嘴參數(shù)，為深入