熔紡組件流動均勻性及其冷態(tài)模型研究.pdf

1、在熔融紡絲中紡絲組件的作用是使熔體進行過濾除掉其中的雜質，充分混合均勻，并在一定的壓力下由噴絲孔擠出形成絲束，其性能的好壞直接影響到原絲的可紡性及各種性能指標。對于紡絲組件的優(yōu)化設計，大多通過大量的試紡實驗，這在經(jīng)濟、能源方面都會損耗巨大，特別是效率太低，并且不能直觀地評價結構的優(yōu)劣。為了彌補上述方法的不足，更加真實的反應紡絲組件內(nèi)部流體流動過程，實現(xiàn)流體流動過程可視化，本文采用冷態(tài)模型實驗研究了紡絲組件內(nèi)部流體流動過程，為紡絲組件的設

2、計優(yōu)化提供更加真實、可靠的理論依據(jù)。
　　本文首先選擇糖漿溶液作為冷態(tài)模型實驗的模擬介質，對糖漿溶液的流變性進行了研究，得出以下結論:糖漿溶液可通過除去不同水分、添加一定量的PAM來實現(xiàn)粘彈性的調(diào)節(jié)，通過擬合得到其零剪切粘度與除水量的預測公式:η0=68.5183×e0.5672x;在剪切速率γ＜400 s-1時，粘度基本保持不變，表現(xiàn)為牛頓流體，γ＞1000 s-1時，出現(xiàn)剪切變稀現(xiàn)象，表現(xiàn)為假塑性流體;PAM的添加對糖漿溶液的

3、儲能模量G'和損耗模量G"影響較大，且對G'的影響較為顯著:糖漿溶液的擠出脹大比(B)，隨著PAM的添加量和擠出速率的增大而增大;除水2.2％加500 ppm PAM的糖漿溶液與290℃時的PET熔體在剪切速率為1～100 s-1范圍內(nèi)，具有相似的流變規(guī)律，證實了糖漿溶液可以作為冷態(tài)模型系統(tǒng)模擬介質。
　　采用冷模實驗對紡絲組件進行的研究表明，紡絲組件中導流板錐角為174°時，對進入紡絲組件的流體均勻性分配效果較好。無論導流板錐角

4、如何改變，噴絲板內(nèi)圈噴絲孔流量分配均勻性普遍要高于外圈，這是由噴絲板排布方式?jīng)Q定的，所以噴絲板的排布方式根本上決定了噴絲孔之間流量平衡關系。流體粘彈性增加，導流板的分配均勻性變差，此時受剪切速率的影響增大;處于導流板入口邊緣位置的流線沿著徑向方向直線分布，分散效果較差，靠近入口中心位置，流線呈發(fā)散狀分布，分散效果較好。
　　對于噴絲孔加工精度實驗的研究得出，異形孔葉寬加工偏差(±2μm)對壓力波動影響隨著剪切速率的增大，逐漸減小。