方晓峰，何继敏，张 强

（北京化工大学机电工程学院，北京100029）

超高相对分子质量聚乙烯烧结微孔管中流体流动的数值模拟

方晓峰，何继敏＊，张 强

（北京化工大学机电工程学院，北京100029）

介绍了多孔介质流体动力学中颗粒填充床经典模型Ergun方程。在相同压降、相同孔径条件下，借助有限元分析软件ANSYS，模拟了过滤介质颗粒以立方和六方两种最密堆积结构的水渗透速率，从而分析了超高相对分子质量聚乙烯（PE－UHMW）微孔材料烧结成孔时原料粉体颗粒的堆积模式；最后将已测孔径的PE－UHMW粉末烧结管的渗流速率与模拟实验进行了比较。结果表明，PE－UHMW烧结微孔管中微孔主要是粉体颗粒以六方最密堆积结构形成的。

超高相对分子质量聚乙烯；烧结；多孔；渗透；数值模拟

0 前言

PE－UHMW微孔材料是指以PE－UHMW为有机体，成型过程中上沿厚度方向产生大量的微观连通孔洞的新型材料。利用这些连通孔洞可实现过滤、分离、隔热、生物移植等独特功能，现已作为一种性能优良的功能结构材料广泛应用于化工、制药、冶金、选矿、石油、食品、造纸、合成纤维等工业部门[1]。

PE－UHMW 烧结微孔材料是利用粉末颗粒状PE－UHMW在一定温度压力下，使粉末颗粒间相互连接起来从而形成多孔介质。然而微孔材料在实现过滤分离等功能时，为确保分离精度，对微孔的孔径有严格要求，因此研究其微孔的成型机理非常重要。本研究在相同条件下，比较流体通过已知孔径微孔材料的渗透速率和模拟流体通过理想堆积模型微孔材料的渗透速率，从而分析PE－UHMW烧结微孔材料形成微孔时颗粒的堆积模式。……