基于非牛顿流体本构方程的熔喷纤维直径预测

关键词：熔喷纤维 珠链模型 拉格朗日方程 非牛顿流体 黏弹力 

摘要：为从理论上精确预测熔喷纤维的直径并揭示其成纤机制,立足于拉格朗日方法的熔喷珠链模型,引入PTT、UCM、Giesekus和Rouse-Zimm这4种非牛顿流体本构方程,分别预测了纤维在气流场中的受力与直径变化。结果表明:采用不同的非牛顿流体本构方程计算获得的纤维黏弹力不同,由此导致模拟结果具有明显差异;纤维的最终直径受到内外应力差和凝固点位置的影响,内外应力差越大,纤维细化速度越快,凝固点距离喷丝孔越远,纤维具有更加充分的空间拉伸,更容易产生较细的纤维;采用UCM非牛顿流体本构方程模拟获得的纤维最粗,而采用Giesekus非牛顿流体本构方程模拟获得的纤维最细;采用Giesekus非牛顿流体本构方程的珠链模型获得的预测结果与实验结果更相符。

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