熔喷双槽形喷嘴内部气流通道气体流场初探
2021-07-14邱志通
现代丝绸科学与技术 2021年2期
邱志通,陈 廷
(苏州大学纺织与服装工程学院,江苏 苏州 215021)
熔喷法是加工制备超细纤维非织造布的方法之一,属于聚合物挤压成网法的一种[1]。熔喷法制备的非织造布广泛应用于隔音、防水、吸附、阻菌等领域。
熔喷喷嘴是熔喷设备中最重要的部分之一,国内外许多学者致力于熔喷喷嘴及其气体流场的研究,以达到减小纤维直径的目的。Shambaugh等人[2-5]对熔喷双槽形喷嘴的气体流场进行数值模拟和实验验证,得到了气体流场的速度和温度分布情况,认为喷嘴外部气体喷射流场可以分为三个区域,并总结出每个区域的特点。在此基础上,陈廷等人[6]、许川[7]以及辛三法等人[8]对熔喷双槽形喷嘴气体流场进行数值模拟发现:气槽口宽度、气槽口夹角、头端宽度以及缩进量等结构参数对喷丝孔轴线上的气体速度和温度影响较大。Manuel Wieland等人[9]对改进的数学模型进行数值计算后发现湍流对空气射流的衰减有显著影响。刘博文等人[10]采用三维建模对熔喷喷嘴气体流场进行模拟并进行实际测量,总结出可以将熔喷气体流场简化为二维流场进行模拟,后续研究采用二维模型模拟熔喷气体流场,用多目标遗传算法与气体流场模拟结果结合对熔喷喷嘴进行改进。辛三法等人[11]研究了熔喷双槽形喷嘴气槽外沿长度对空气流场特征影响。研究发现随着附件长度的增加,空气的速度峰值和压力峰值会变小,但气体的温度衰减情况得到改善。姬长春等人[12]对熔喷流场进行了三维模拟并利用热线风速仪进行测量,结果表明流场的分布特性会造成不同位置的纤维承受不一致的气体拉伸力,纺丝中线的气体速度明显高于周围,更有利于聚合物熔体的拉伸。……
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