聚合物加工流变学7课件

1、2020/9/15,1,第七章 压延、吹塑及其它流动,2020/9/15,2,第一节 压延机辊间熔体的流动,压延成型是将塑料熔体，通过两个反向转动辊筒之间的间隙，将其挤压生产薄膜和片材的成型方法。,2020/9/15,3,第一节 润滑近似法,润滑近似法是对两个比较大直径的圆筒面（近似平行表面）间简化分析的一种方法。下图即是辊间流动分析简化图,2020/9/15,4,第一节 润滑近似法,设两个宽度为W，半径为R的辊，等速（线速度为V）反向转动，辊间最小间隙为2H0，在上游的某x处（ x= x2）物料开始被“钳住”，此处熔体厚度（辊隙）为2H2，在下游某x处（ x= x1）物料与辊筒分离，此处厚度

2、为H1，,2020/9/15,5,第一节 润滑近似法,假设： （1）流动是稳定、等温、层流； （2）流体为不可压缩的牛顿流体； （3）流体在辊筒上无滑移； （4）在辊间的整个流动区域，具有缓慢变化间隙距离的窄缝流动 （5）重力忽略不计。,2020/9/15,6,第一节 润滑近似法,连续性方程和动量方程（Navier-Stokes)简化为,2020/9/15,7,第一节 润滑近似法,将式（7.1.2)两次积分,边界条件vx(h) V，且压力仅是x的函数，得：,2020/9/15,8,第一节 润滑近似法,单位宽度的流率为 上式表明，流率仅与辊子转速和压力梯度有关，而与X的位置无关。 在出口处（脱离

3、钳住），假设物料速度是相同的，并且脱离“钳”后，其压力梯度为零，则,2020/9/15,9,第一节 润滑近似法,由式（7.1.4)和(7.1.5)得 上式说明, 当h=H1时,也即x=-x1x=x1(出口)这两个地方,压力梯度为零。 由几何关系，有,2020/9/15,10,第一节 润滑近似法,上式用级数展开，并取前两项，式（7.1.7）化为 将其代入式(7.1.6),积分得辊间压力分布方程,2020/9/15,11,第一节 润滑近似法,上式中 将=-代入方程(7.1.10),则得最大压力,2020/9/15,12,第一节 润滑近似法,2020/9/15,13,第一节 润滑近似法,始钳点位置

4、2-无因次触辊距离 此外，,2020/9/15,14,第一节 润滑近似法,速度分布 将式（7.1.6)代入式(7.1.3)整理得 式中 = y/h 上式即是辊间的速度分布方程,2020/9/15,15,2020/9/15,16,第一节 润滑近似法,速度分布特点 (1)当介于-和+ 之间时，压力梯度为负，速度分布是凸的 ，在前进方向为压力流动； （2）当小于-时，压力梯度为正，速度分布是凹的，向前的流动受阻 ； （3）当进一步减小时，在=0的轴向某一位置（ *）处速度为零（v0(0)=0），该点称为停滞点，由式(7.1.15)得：,2020/9/15,17,第一节 润滑近似法,（4）再进一步减小，即 *，速度有正有负，在入口区产生环流,2020/9/15,18,第一节 润滑近似法,剪切速率和应力分布 由式（7.1.15)得 上两式即是剪切速率和应力的分布方程,2020/9/15,19,第一节 润滑近似法,剪切应力和剪切速率在辊间间隙最小处(=0)的辊面间发生极值,为 而剪切应力和剪切速率的最大值发生在轴向= 2(当2-(1+22)1/2)和= -(1+22)1/2(当2 -(1+22)1/2),2020/9/15,20,第一节 润滑近似