聚合物熔体真实黏度的模拟及实验分析

作     者：龚灯 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：任冬云

授予年度：2011年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070305[理学-高分子化学与物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

主      题：广义黏度模型 POLYFLOW 纯剪切黏度 纯拉伸黏度 有限元模拟 

摘      要：黏度是流体材料抵抗迅速变形的一种能力,它是材料的本质性能,且具有惟一性。因此,针对广义牛顿流体,我们提出了广义黏度模型试图阐述真实黏度的惟一性问题。但由于各商业流变仪的设计原理不同,检测条件不同,所以实际的测量范围有限,通过实验来验证模型有一定难度。因此,本文以商业有限元模拟计算软件POLYFLOW为平台,对提出的真实黏度模型的正确性和合理性进行了验证。给出本模型适合的边界条件,得到了流场的速度、应力和壁面上的纯剪切黏度分布,但POLYFLOW无法计算出中心轴线上的拉伸黏度。将模拟结果与用广义黏度模型推导出的理论公式计算结果和在流变仪上实测的结果相比较,得到以下结论： 1.我们通过设计的实验装置和真实黏度模型及商业流体计算软件POLYFLOW建立虚拟试验平台来验证广义黏度模型的方法可行;2.我们设计的收缩流道能够实现沿中心轴线方向的拉伸速率恒定,沿半径方向速度分布呈类抛物线形状;3.用本文设计的流道和真实粘度模型可以同时测量纯剪切黏度和纯拉伸黏度。我们从剪切黏度和拉伸黏度的不同方面出发,对几种不同的实验方法和实验理论进行相互比较,结果表明：虽然在数值上有一定差异,但从总体上观察,各种结果具有相同的变化趋势。