氣流離心紡絲聚合物拉伸模型初探.pdf

1、離心紡絲技術(shù)利用高速旋轉(zhuǎn)的噴絲頭所產(chǎn)生的離心力將聚合物熔體或溶液由噴絲孔甩出并拉伸成亞微米纖維。本論文在離心紡絲的噴絲孔外周加裝環(huán)形氣體噴嘴,即在離心力基礎(chǔ)上增加一個(gè)氣流力,離心力和氣流力共同對(duì)聚合物進(jìn)行拉伸,從而進(jìn)一步減小纖維直徑。本文對(duì)氣流離心紡絲的氣體流場(chǎng)進(jìn)行了理論建模和數(shù)值模擬,在此基礎(chǔ)上采用拉格朗日方法建立了離心紡絲聚合物拉伸模型,對(duì)離心紡絲纖維運(yùn)動(dòng)軌跡和纖維直徑進(jìn)行了預(yù)測(cè),并對(duì)所建聚合物拉伸模型進(jìn)行了初步驗(yàn)證。
　　本

2、文可分為三個(gè)部分:
　　第一部分建立了氣流離心紡絲氣體流場(chǎng)模型,對(duì)氣體流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到了氣體流場(chǎng)的速度分布,為建立氣流離心紡絲聚合物拉伸模型奠定了基礎(chǔ)。
　　第二部分采用拉格朗日方法建立了氣流離心紡絲聚合物拉伸模型。將聚合物看成由珠子串聯(lián)而成,對(duì)聚合物進(jìn)行了受力分析,推導(dǎo)了慣性離心力、科氏慣性力、氣流力、表面張力和粘彈力的計(jì)算公式,給出了聚合物拉伸模型的運(yùn)動(dòng)方程和傳熱方程,并闡述了計(jì)算方法和模擬步驟。
　　第三

3、部分對(duì)離心紡絲聚合物拉伸模型進(jìn)行了數(shù)值求解。求解出了添加氣流力和未添加氣流力兩種離心紡絲方法的纖維運(yùn)動(dòng)軌跡和纖維直徑。將不含氣流力模型計(jì)算的纖維直徑與文獻(xiàn)中的纖維直徑進(jìn)行了比較,兩者吻合較好。利用所搭建的氣流離心紡絲模擬試驗(yàn)裝置和高速攝像儀拍攝了滌綸絲在不同噴絲軸轉(zhuǎn)速和氣體初始速度條件下的運(yùn)動(dòng)軌跡,與模型計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較,在一定程度上驗(yàn)證了所建模型的有效性。利用所建模型就氣體初始速度和聚合物流量對(duì)纖維運(yùn)動(dòng)軌跡和纖維直徑的影響進(jìn)行了計(jì)算