聚合物液体在管和槽.pptx

会计学;2. 按流动方向分类 一维流动——速度只在一个方向上变化，即垂直于流动的方向。如圆管、宽平行板狭缝口模、间隙小的环形口模。 二维流动——管道断面上各点的流动速度均垂直于流动的方向。如矩形口模、椭圆形口模。 三维流动——在锥形或收缩管道中流动时，速度既有沿垂直流动方向的运动，也有沿流动方向的流动。如收敛流动。;第一节 在简单几何形状管道内聚合物液体的流动; 但大多数聚合物的粘度很高，雷诺准数不大，为简化分析计算过程，进??四个假设： （1）液体不可压缩 （2）等温流动 （3）管壁处无滑移 （4）粘度不随时间变化 实践证明假设可行，影响不大。;一、聚合物液体在圆管中的流动;（一）牛顿液体在简单圆管中的流动;稳态流动时 即： 整理得： 管中心处r=0时，τ=0 管壁处r=R时， 即 说明：剪应力在液体中的分布与半径r成正比。;剪应力分布;流速v;管中心处r=0时， 管壁处v=0 平均流速 任意处液体流速分布 说明牛顿流体在圆形管道中流动时速度分布 呈抛物线形;体积流动速率Q;剪切速率;（二）非牛顿液体在简单圆形管中的流动;圆管中心处速度： 平均流速： 体积流动速率： 任意半径处的剪切速率：;圆管中任一半径处速度与平均速度的关系： 根据上试，取不同的n值，以vr/v对r/R作图可得流速分布曲线。 n=1为牛顿液体，曲线为抛物线； n1为膨胀性液体，n越大，曲线越接近锥形 n1为假塑性液体，n越小，曲线越接近柱塞形，这种流动称为柱塞流动。;n值不同时圆管中流动液体的速度分布;第16页/共75页;圆形管中的柱塞流动速度分布宾汉液体具有更明显的柱塞流动特征;柱塞形流动（a）与抛物线形流动（b）的比较; 可看出，非牛顿流体在圆管中的流动是稳的。剪应力呈线性分布，管壁处剪应力和剪切速率最大，中心流速最大。 实际情况： 管壁处流速不为零。 原因： 1、有滑动存在。 2、加入润滑剂，滑动变大。（PVC加入硬脂酸） 3、悬浮液可能分层，管壁粘度较小。 4、 分子量分布宽的聚合物，低分子物质趋向管壁。;（三） 圆管中的非等温流动;温度在管子中的分布——Toor半经验公式;二、聚合物液体在狭缝通道???的等温流动;平行板狭缝通道中聚合物流体的受力分析;距中平面任意h处的剪应力为： 液体的流速在壁面为零，在中平面处最大：; 在距中平面任意位置h处Z方向的流速为： 平均流速：;;三、聚合物的拖曳流动和收敛流动;（一） 拖曳流动;1、挤出线缆包复物口模的拖曳流动; 在 X 2 + Y2 = Ri2 时，线缆芯外壁的流动速度VRi = Vz 。 在 X 2 + Y2 = R2 且 R0≦R≦Ri 时，VR = Vz (R- R0 ) / ( Ri -R0 ) 由于不存在x和y方向的流动，所以挤出线缆包复物时是一维流动。; 2. 液体在挤出机螺杆槽中的的拖曳流动;（1）料壁沿Z方向运动。;（a）压力流动、 （b）拖曳流动和（c）迭加后的速度分布 q=Q压/Q拖 讨论?; 在x方向上可以形成封闭的环形流动，这种环流是螺杆旋转时螺纹斜棱液体的推挤作用和料筒表面对液体的拖曳作用共同引起的。 环流速度分布仅与螺杆的转速和螺纹的螺旋角有关，在螺杆根径处(y＝0)流速为负值，而在料筒表面(y＝H)为正值，在螺槽深度为y＝2H／3处流速为零。 环形流动不影响流率的变化，但对聚合物的混合、塑化和热交换有促进作用。;螺槽中沿x方向的环形流动及速度分布; 从以上讨论中可以看出，螺槽中液体同时在z轴和x轴方向进行着流动，并存在着两个速度vz和vx，液体正是在拖曳流动、压力流动和环形流动的共同作用下流向机头。 液体的总流速则是Vz与Vx的迭加。液体在螺槽个的流动已经不是一维流动，而属于二维和三维流动了。;（二） 收敛流动; 2. 非抑制性收敛流动（拉伸流动）