聚合物挤出成型过程狭缝组合流道出口流动平衡系数解析解

作     者：张广冬 黄翔 

作者机构：南京航空航天大学机电学院 盐城工学院机械工程学院 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：江苏省六大人才高峰(RJFW-051) 江苏省产学研合作(BY2020356)资助项目 

主　　题：挤出模具 流动平衡 狭缝组合流道 解析解 数值解 

摘      要：对于薄壁类塑料异型材挤出制品，其挤出模具成型段流道为狭缝组合流道。在挤出成型过程中，模具出口处的流动平衡状态直接影响着挤出制品的成型质量。狭缝组合流道出口处流动平衡系数通常依赖于数值模拟求解，技术门槛高，求解难度大，应用范围受限。针对上述问题，提出了狭缝组合流道出口流动平衡系数的解析模型。首先，对流动平衡系数理论公式进行完全平方公式展开，得到了流动平衡系数的速度相关项和无关项。然后，假定幂律流体在狭缝流道中充分发展流动，通过理论推导，得到了狭缝流道出口处流动平衡系数的解析式。接着，基于狭缝组合流道的区域划分，根据不同狭缝流道子区域的速度比公式，建立了狭缝组合流道出口流动平衡系数的理论模型。最后，针对典型的狭缝组合流道，采用数值模拟方法对流动平衡系数的解析值进行了验证。结果表明，在各个子区域的宽高比大于10时，流动平衡系数的解析解和数值解的误差小于5%，满足实际应用需要。