张 帆，王建宁，陈 康，朱方亮 张玉梅，王华平

(东华大学 材料科学与工程学院 纤维材料改性国家重点实验室，上海 201620)

在纺丝过程中，为优化纺丝工艺、开发新技术和新产品，需要了解纺丝工艺与纤维结构性能之间的关系，虽然可以通过多次重复实验的方法来获得，然而，一方面，影响纤维结构和性能变化的工艺参数交互作用，远非单一因素的调整就能够达到优化纤维结构性能的目标，实验结果往往存在局限性；另一方面，在线检测困难且不全面，无法获得纺程上所有参数的变化路径，而变化路径对理解和预测纺丝过程中纤维非平衡态结构的形成至关重要，纺丝动力学模拟为路径变化的获得提供了最有效的手段。

熔体纺丝动力学模拟在模型不断优化的基础上，主要关注的是材料参数和纺丝工艺对动力学的影响，但是现有文献鲜有报道喷丝孔结构和尺寸对熔纺动力学的影响。作者主要研究喷丝孔的结构参数对聚酯熔纺动力学的影响。通过改变喷丝孔微孔直径(D0)及增加微孔出口倒角，分别计算得到了喷丝孔内熔体速度、速度梯度、压力和流线分布，以及纺程上丝条的速度、速度梯度、直径、温度、拉伸应力、取向和结晶分布，为喷丝孔设计和纺丝工艺优化提供依据。

1 熔体纺丝动力学模型简述

1.1 连续性方程

假定聚酯熔体为不可压缩流体，冷却介质为常压空气，忽略丝条与冷却介质之间的传质，挤出拉伸流动过程中的二维稳态连续性方程[1]如式(1)所示：