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基于非牛頓流體本構方程的熔噴纖維直徑預測
孫光武; 李杰聰; 辛三法; 王新厚 上海工程技術大學服裝學院; 上海201620; 東華大學紡織學院; 上海201620
關鍵詞：熔噴纖維 珠鏈模型 拉格朗日方程 非牛頓流體 黏彈力
摘要：為從理論上精確預測熔噴纖維的直徑并揭示其成纖機制,立足于拉格朗日方法的熔噴珠鏈模型,引入PTT、UCM、Giesekus和Rouse-Zimm這4種非牛頓流體本構方程,分別預測了纖維在氣流場中的受力與直徑變化。結果表明:采用不同的非牛頓流體本構方程計算獲得的纖維黏彈力不同,由此導致模擬結果具有明顯差異;纖維的最終直徑受到內外應力差和凝固點位置的影響,內外應力差越大,纖維細化速度越快,凝固點距離噴絲孔越遠,纖維具有更加充分的空間拉伸,更容易產生較細的纖維;采用UCM非牛頓流體本構方程模擬獲得的纖維最粗,而采用Giesekus非牛頓流體本構方程模擬獲得的纖維最細;采用Giesekus非牛頓流體本構方程的珠鏈模型獲得的預測結果與實驗結果更相符。
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