组合雾化过程中熔滴的飞行动力学与热历史的数值模拟

采用数值模拟方法研究组合雾化过程中熔滴的飞行动力学以及冷却凝固过程与熔滴随飞行距离的变化关系,模拟过热度和旋转盘转速对熔滴飞行和冷却凝固的影响规律。结果表明:在组合雾化过程中,熔滴尺寸显著影响熔滴的动力学和热历史过程,熔滴越小,速度变化越快,飞行距离越短。过热度对于熔滴的冷却凝固影响不明显,但大的过热度会延缓熔滴的凝固过程。因此,大的过热度不利于雾化室的设计。旋转盘的旋转速度对于熔滴热历史的影响稍大于过热度的影响,高转速可以缩短熔滴冷却凝固过程的飞行距离。通过测量二次枝晶间距,推算出实验制得粉末的冷却速率范围为10~3~10~6 K/s,与数值计算的结果基本一致。

基于惯性离心力的径向直线拉伸射流纺丝方法

为提高熔体离心纺丝效率,减小纤维直径,提出了一种直线、径向、无摩擦阻力拉伸射流的离心纺丝方法,并建立了简单的数学理论模型,基于该理论模型确定了纺丝实验设备的关键参数。采用聚丙烯为原料进行间歇式熔体离心纺丝时,在距离离心旋转盘边沿1~2 mm处采集纤维的最大直径范围在6.5~10.5μm之间;根据熔体流量和形成初始射流的喷孔内径,得出纤维细流最大径向速度与旋转盘线速度的偏差小于18%,表明该理论模型是有效的。采用连续生产模式时,在得到聚丙烯纤维平均直径为0.8μm,转速为8 000 r/min的条件下,测得其熔体离心纺丝效率为0.820 g/min。