牛顿流体两辊间隙施涂过程的理论建模与分析-包装工程.PDF

第38 卷 第 1 期 包 装 工 程 2017 年 1 月 PACKAGING ENGINEERING ·31 · 牛顿流体两辊间隙施涂过程的理论建模与分析 包能胜 1 ，马婉 1 ，黄学佳 2 （1.汕头大学，汕头 515063 ；2.汕头职业技术学院，汕头 515063 ） 摘要：目的 通过理论建模分析涂膜厚度的成型机理，从而实现对涂膜厚度的精确控制。方法 针对牛顿 流体在五辊涂布系统存胶辊与计量辊之间微间隙处的流动过程，在机理分析与适当假设的基础上，建立 流体流动的数学模型，推导出涂膜厚度与其影响因子之间的关系方程，并分析影响液膜厚度的关键因子。 应用 CFD 软件对流体的流动过程进行数值仿真，通过仿真流场对理论模型与理论推导的边界条件及结 果的合理性进行分析。结果 表明理论模型与仿真流场一致，理论结果与仿真结果吻合度较高，该理论 建模具有相当的合理性。理论结果表明，影响涂膜厚度的因素有涂液粘度和表面张力、计量辊转速、辊 径以及辊间间隙，它们与涂膜厚度之间存在较复杂的关系方程。结论 有助于在工程实际中快速找到获 得理想涂膜厚度的有效工艺参数。 关键词：牛顿流体；辊式涂布；两辊间隙；施涂过程；理论建模；涂膜厚度；CFD 中图分类号：TQ537+ .3 文献标识码：A 文章编号： 1001-3563(2017)01-0031-06 Theoretical Modeling and Analysis of the Coating Process between Two Rollers of Newtonian Fluid 1 1 2 BAO Neng-sheng , MA Wan , HUANG Xue-jia (1.Shantou University, Shantou 515063, China; 2.Shantou Polytechnic, Shantou 515063, China) ABSTRACT: The work aims to build theoretical modeling to analyze the forming mechanism of coating thickness, so as to accurately control the coating thickness. Based on mechanism analysis and appropriate assumptions, the mathematical model of the flow process of Newtonian fluid at the micro gap between storage roller and metering roller of five-roll coa- ter was established. The relational equation of coating thickness and its influencing factors was derived, and the key fac- torsthat affected the liquid film thickness were analyzed accordingly. A numerical simulation of flow process was carried out with CFD software. The ra