纺丝组件压力计算.doc

熔融纺丝组件的设计计算1 纺丝组件内熔体流动阻力计算 纺丝组件的初压力完全消耗在克服组件内件的各层阻力上，因此初压力应等于各层压力损失之和，用公式表示为： PO=Pi 式中，PO为纺丝组件初压力，其值等于组件入口处测量的泵后压力，Pi为熔体通过纺丝组件中第I个内件的压力损失。（1） 熔体通过分配板的压力损失 P=128l*q/(d4) 式中，P为压力降（Pa）；熔体粘度（Pas）;l*为孔入口修正常数（m）;q为分配板单孔熔体流量（m3/s）;d为分配板单孔直径（m）。 l*为按Bagley修正公式进行修正的孔入口修正常数。 l*=(l+Nd)式中，N为入口修正系数，通常由实验确定，进行估算时，对于热塑性聚合物，可近似取N=2.53。（2） 熔体通过过滤网的压力损失 P=64（w+d）2dQ/(Fw4)式中，P为压力降（Pa）；w为滤网网孔间距（m）; d为滤网网丝直径(m)；为熔体粘度（Pas）; Q为通过滤网总体积流量（m3/s）; F为滤网的总通孔面积（m2）。 F=z w2式中，Z为滤网孔数。（3） 熔体通过过滤沙的压力损失 P=72（Lp/L）2VLX-2(1-)2/3 式中，P为通过滤沙层的压力降（Pa）；为熔体粘度（Pas）; Lp为滤沙构成的毛细孔长度（m）; L为滤沙层厚度（m）;为滤沙空隙滤；V为熔体平均流动速度（m/s）; X为粒子平均直径(m).对于均匀直径粒子。Lp/L2.5。滤沙的空隙率可由下式求出：=AH/A=VH/V式中，AH VH分别为过滤器容器内的滤沙形成的空隙面积和体积；A V分别为空容器的流通面积和体积。另一种计算熔体通过过滤沙的压力损失方法是: P=280L V(1-)2/(98x10000x32 X2其中，P为通过滤沙层的压力降（Kg/cm2）；为熔体粘度（泊）；L为滤沙层厚度(cm) ；V为熔体平均流动速度（cm/s）；为滤沙空隙滤；为球形度；X为粒子平均直径(cm).2 纺丝组件密封的设计计算（1）平垫密封的预压紧力 预压紧力使垫片塑性变形，填塞不平及空隙。 FDV=DgKoKDV 式中，FDV为预压紧力(N); Dg为密封垫平均直径（m）; Dg= Di+b; Di为密封口内径；b为垫片宽度（m）；Ko为密封预紧压力特性值，对于各种材料的平垫，Ko=b(m)。 KDV是垫片材料抗变形强度，常温下，软铝KDV=100MPa，软紫铜KDV=200MPa，温度升高，强度降低。(2)平垫密封的密封力FDB = FDV FP 式中，是操作中的密封力（N），已知:分配板为75,孔深度为l=16,孔径为2.5,分配板总孔数为91,纺丝品种为300D的FDY，纺速为4200m/s。（1）熔体通过分配板的压力损失 P=128l*q/(d4) =245Pas l*=(l+Nd)=0.016+3x0.0025=0.0235(m) d=0.0025 q=300x4200/(9000000x1.2x1000x91x60)=2.136752137x10-8(m3/s) P=128l*q/(d4) =128x245x0.0235x2.136752137 x10-8/(3.14x0.00254) =128383.2544(Pa)（2） 熔体通过过滤网的压力损失 P=64（w+d）2dQ/(Fw4)Q=300x4200/(9000000x1.2x1000x60)=1.944444444x10-6(m3/s) =245Pas过滤网为三五，九层，三层网为3615036目滤网，五层网为5018025440025418050目滤网，九层网为32501802544002541805032目滤网。32,36,50,150,180,254,400目滤网的孔间距w(mm)分别为 , ,0.368,0.106,0.088, , , 滤网网丝直径d(mm)分别为 , ,0.132,0.061,0.051, , ,滤网孔数z分别为7008,8870,17110,153995,221753,441562,1095077, 滤网的总通孔面积F(mm2)分别为 , ,2317,1730,1717, , ,故熔体通过各层过滤网的压力损失分别为: P=64（w+d）2dQ/(Fw4)P=64（w+d）2dQ/(Fw4) 50目时:P=64（w+d）2dQ/(Fw4) =64x(0.368+0.132)x10-32x0.132x10-3x245x1.94x10-6/ 2317x10-6x(0.368x10-3)4 =23623(pa)150目时:P=64（w+d）2dQ/(Fw4) =64x(0.106+0.061)x10-32x0.061x10-3x245x1.94x10-6/ 1730x10-6x(0.106x10-3)4 =236941(pa)180目时:P=64（w+d）2dQ/(Fw4) =64x(0.088+0.051)x10-32x0.051x10-3x245x1.94x10-6/ 1717x10-6x(0.088x10-3)4 =291102(pa)（4） 熔体通过过滤沙的压力损失 P=72（Lp/L）2VLX-2(1-)2/3 Lp/L=2.5 =245Pas L=18.2mm对20目的沙子来说,其=0.48,X=0.0875mm,V=1.94x10-6/(3.14x752x10-6/4x0.48)=0.00091531(m/s) P=72（Lp/L）2VLX-2(1-)2/3 =72x2.52x245x0.00091531x0.0182x0.0875-2x(1-0.48) 2/0.482 =586(pa)P=280L V(1-)2/(98x10000x32 X2 =28