粘彈流體擠出脹大的機(jī)理研究.pdf

1、該文得到的主要結(jié)果如下:作者在文中詳細(xì)分析了階躍應(yīng)變睛的應(yīng)力松弛特性能夠明顯改變高剪切速率下的脹大比計(jì)算值,同時得出該特性對低剪切速率下的脹大比沒有太大影響.這個特性和第二法向應(yīng)力有效期在整個剪切速度范圍內(nèi)都能降低脹大比計(jì)算值的作用不同.因此,大應(yīng)變下的應(yīng)力松弛特性是一個能夠合理地解釋高剪切速率下脹大比計(jì)算值過高的力學(xué)因素.對Boger流體擠出脹大的數(shù)值模擬研究進(jìn)一步肯定了階躍應(yīng)變下的松弛特性對擠出脹大的影響作用.對Wagner模型和P

2、SM模型,應(yīng)當(dāng)變小于100以下的應(yīng)力松弛特性基本一致時,兩個模型計(jì)算的兩種Boger流體的脹大比在一定剪切速率范圍內(nèi)無明顯差異.這和兩個模型計(jì)算的IUPAC-LDPE熔體的脹大結(jié)果形成了鮮明的對比,反映了階躍應(yīng)變下的應(yīng)力松弛特性作為一個不可忽視的力學(xué)因素對粘彈流體擠出脹大的重要作用.普遍認(rèn)同的Tanner脹大理論預(yù)測得到的聚合物熔體與聚合物溶液的脹大比在該文中和數(shù)值模擬結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在明顯的差異,這也反映出目前人們對粘彈流體擠出脹大

3、的力學(xué)機(jī)于還沒有完全認(rèn)識.粘彈流體擠出脹大的基本力學(xué)機(jī)理仍有待進(jìn)一步的研究.普遍認(rèn)同的KBKZ類本構(gòu)方程還不能很好地預(yù)測依時性粘彈性.這個結(jié)論可由該文進(jìn)行的LDPE(PE-FSB-23D022/Q200)熔體的觸變環(huán)實(shí)驗(yàn)、應(yīng)力增長特性測定實(shí)驗(yàn)得到.這個結(jié)論與Greener和Connelly的結(jié)論不同,他們認(rèn)為KBKZ類本構(gòu)方程反映粘彈效應(yīng)完全能夠?qū)е虏⒔忉層|變環(huán)實(shí)驗(yàn)中的滯后效應(yīng).依時性粘彈性的表征和預(yù)測仍是目前非牛頓流體力學(xué)中有待進(jìn)一步

4、研究的一個重要課題.非線性依時性粘彈性有可能影響擠出脹大流動的計(jì)算結(jié)果.準(zhǔn)確地預(yù)測擠出脹大行為,有必要考慮粘彈性的時間依賴性.對均一滑動速度邊界下的擠出脹大計(jì)算結(jié)果表明,在表觀剪切速率10s<'-1>下,熔體滑動效應(yīng)或者IUPAC-LDPE熔體擠出中實(shí)驗(yàn)應(yīng)力相對真實(shí)本構(gòu)方程的計(jì)算應(yīng)力的偏差還不能解釋長口模條件下的擠出脹大比計(jì)算值過高的現(xiàn)象.同樣,出口處局部的滑動速度變化或粘彈應(yīng)力變化也沒有引起擠出脹大比的大幅度增減,和均一滑動邊界下的結(jié)

5、果相比,脹大比的最大相對變化都沒有超過4％.因此,對于IUPAC-LDPE熔體的長口模擠出脹大比的計(jì)算值高于實(shí)驗(yàn)值的現(xiàn)象,該文考察的出口處非均一滑動速度邊界也不能解釋.出口處非均一滑動速度邊界和脹大結(jié)果的關(guān)系可以理解為,擠出脹大是由粘彈應(yīng)力控制的,而流體中的粘彈應(yīng)力是由整個流動過程的應(yīng)變歷史決定的,不是局部流動應(yīng)變歷史決定的,因此,脹大比受到出口處局部粘彈應(yīng)力變化的影響不會很大.該文通過計(jì)算粘彈流體經(jīng)過收縮流道的擠出脹大流動,檢驗(yàn)了前期