粘彈性塑料熔體在狹縫流道中的流動(dòng)分析

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2015-11-17 11:36:45點(diǎn)擊率：

　　塑膠五金網(wǎng)訊：粘彈性塑料熔體在狹縫流道中的流動(dòng)分析()涂志剛，柳跟生，包忠詡(南昌大學(xué)，江西南昌 330029)等的解析表達(dá)式，并跟UppercmvectedMaxwelKUCM)流體的分析結(jié)果相比，討論了PTT模型中引入跟熔體拉伸相關(guān)的材料參數(shù)e對分析結(jié)果的影響。結(jié)果表明，研究中把流場分為剪切流動(dòng)區(qū)跟拉伸流動(dòng)區(qū)是合理的，PTT模型比UCM模型能更真實(shí)地反映實(shí)際聚合物熔體的流動(dòng)狀態(tài)。

　　中圖法分類號(hào)：TP31：A 1刖言狹縫流道是聚合物口模擠出研究中的基本流道之一，無論是對牛頓流體還是冪律流體等在口模中的流動(dòng)分析都是從簡單截面形狀的流道開始的，一般以狹縫形流道跟圓管流道作為兩個(gè)基本研究對象。研究表明對于矩形截面流道，在寬高比大于10的狀況下簡化為狹縫流道進(jìn)行流動(dòng)分析，其結(jié)果誤差小于15%1，在擠出口模設(shè)計(jì)時(shí)的聚合物熔體流變學(xué)分析中，甚至對于一些環(huán)狀截面流道也能夠等效地簡化成狹縫流道，而不致于引起太大的誤差;近年來，隨著塑料門窗的推廣運(yùn)用，研究人員對塑料異型材口模擠出經(jīng)歷中熔體流動(dòng)分析的興趣日漸增加，對于這種復(fù)雜流道結(jié)構(gòu)中熔體的流動(dòng)分析，一般可采納開展法跟分流道法，在這兩種方法中，狹縫形流道充當(dāng)了一個(gè)十分重要的角色，所以，對狹縫流道中聚合物熔體的流動(dòng)分析仍有重要工程應(yīng)用意義。

　　另一點(diǎn)值得引起重視的是以往的研究工作中，特殊是現(xiàn)有的商業(yè)CAE分析軟件，大多把聚合物熔體處理為廣義牛頓流體僅僅考慮了其剪切變稀的流變特性，而沒有充足考慮聚合物熔體的非線性粘彈性的特點(diǎn)曲于高聚物熔體非常復(fù)雜的鏈結(jié)構(gòu)跟聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，其流動(dòng)是大分子變形跟取向所造成的強(qiáng)非線性粘彈性經(jīng)歷，不只有剪切變形，并且還有拉抻流動(dòng)，所以要真實(shí)地反映聚合物熔體的流動(dòng)特性，必須采納更客觀的本構(gòu)方程，PTT模型正屬這一類，它能定量地描述聚合物熔體的剪切粘度跟法向應(yīng)力差，是一個(gè)非線微分型粘彈性本構(gòu)方程，在近年的研究中常用來進(jìn)行以數(shù)值模擬為主的流場分析，如'所示。實(shí)際聚合1物熔體的流動(dòng)狀態(tài)正是如此。

　　圖能夠得到溫度分布曲線，如UCM流體的溫度分布比較，在側(cè)壁一帶溫度增加較快，而中心部位相對平緩，這正跟速度分布的變化一致，因此，溫度分布的變化也是導(dǎo)致流場分為剪切流動(dòng)跟拉伸流動(dòng)兩個(gè)流動(dòng)區(qū)域的原因之一;這一現(xiàn)象我們也能夠從粘度的影響因素來考慮，粘度是剪切速率跟溫度的函數(shù)，因?yàn)楸诿娓浇募羟兴俾矢鷾囟认鄬χ行膸г黾臃却螅?，粘度下跌較快，相應(yīng)地其剪切力降幅較大，從局部來看，相當(dāng)于流動(dòng)阻力減少。

　　由此表明，采納PTT模型能更真實(shí)地反映實(shí)際聚合物熔體的流動(dòng)狀態(tài)。

　　從式(10a)能夠看的出，在中心線上PTT流體的溫度也比UCM流體的溫度高，整個(gè)流場中，PTT流體的溫度均高于UCM流體，從工藝上講相當(dāng)于提升了擠出溫度，加上剪切變稀效應(yīng)，因而導(dǎo)致PTT流體的流率提升，從式(7)、(8X-rite504 )我們也能夠得出同樣的結(jié)論。

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