具有幂律纳米流体流动的导管内辐射热传递的计算评估

利用因热源作用而收缩和膨胀的导管研究一阶化学反应和热辐射对幂律Carreau流体热质传输的影响。考虑了以热辐射形式产生热量的流体流动的体积热源和非线性热辐射。采用基于射击简单算法的RK-4方法对径向模式下的质量、动量、能量和物种浓度等基本守恒方程进行了重构和数值求解。考虑粒子的布朗性和热泳性,纳米粒子存在的模型是现象模型。将动量方程与扩展Jaffrey-Hamel问题的Carreau模型组合在一起。不同幂律指数对流体摩擦传热、传热量和传质的影响主要表现在流变性能上,说明剪切增稠型流体比剪切减薄型流体更有效。热传输率在热源处最大,在幂指数最大化时最小。这些研究可能有助于开发一种物理上合理的方法,用于系统化评估收缩/扩张通道中的流体流动和能量使用。

基于Carreau流变模型的圆柱滚子轴承热混合润滑分析

为了研究圆柱滚子轴承接触区的混合润滑性能,建立基于Carreau非牛顿流体的热混合润滑模型,求解非牛顿流体线接触热混合润滑数值解。研究滑滚比、卷吸速度及载荷对线接触混合润滑特性的影响,并与相同工况下牛顿流体热混合润滑的结果进行对比。结果表明:随着滑滚比、卷吸速度及载荷的增大,油膜温度都会升高,Carreau非牛顿流体的温度要低于牛顿流体的温度;油膜厚度随着滑滚比、载荷的增大而减小,随着卷吸速度的增大而增大,Carreau非牛顿流体与牛顿流体膜厚相差不大;随着滑滚比的增大,2种流体的平均摩擦因数均增大,随着卷吸速度和载荷的增大,2种流体的载荷比均减小。

聚合物熔体的非等温平板收缩流动的数值模拟

用有限元法模拟了 Carreau流体在 4∶ 1平板收缩口模中的非等温挤出流动。采用 3节点的三角形单元对速度、压力和温度进行等阶插值 ,运用特殊的罚函数处理流体的不可压缩条件 ,解决了压力场的数值振荡问题 ,并用改进的 Newton迭代法对非线性方程进行求解 ,成功地计算了 Carreau流体在平板收缩流动中的速度、压力、粘度以及应力的分布 ,同时得到温度场的分布。计算的应力分布与实验的结果及

钢塑共挤模具分流段成形过程数值模拟

以聚合物挤出过程模拟的罚有限元模型为基础,采用VC++语言自主开发了模拟软件,对Carreau流体在钢塑共挤模具分流段的流动过程进行模拟,获得模具内聚合物熔体的三维速度场分布,采用SUPG方法求解能量方程,在对流项占优的情况下获得温度场的分布,分析不同体积流量对速度的影响。结果表明实例分析给出钢塑共挤模具内流场的一般规律对模具设计具有一定的指导意义。

连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带熔融预浸过程

采用熔融浸渍法制备连续玻璃纤维增强聚丙烯(GF/PP)热塑预浸带,研究了PP熔体浸渍连续GF束过程。采用旋转流变仪对PP进行测试分析,结果显示其流变特性符合Carreau模型。以达西定律为理论基础,结合浸渍模具结构参数、材料物性参数及相应工艺参数,推导了Carreau流体树脂浸渍连续GF束的理论模型。在不同浸渍温度与牵引速度下进行实验以验证浸渍模型的准确,实验结果与理论值相符。利用浸渍模型分析模具结构参数及工艺参数对浸渍程度的影响,结果表明,通过增加模具浸渍辊数目、增大浸渍辊半径、减小辊间距及提高浸渍温度等方法可提高浸渍程度。