聚合物流体入口收敛流动的研究进展

对聚合物流体的入口收敛流动研究进展进行论述,包括实验研究、理论分析、计算机模拟、拉伸黏度的获取和减缓入口收敛流动等方面,并对聚合物流体入口收敛流动的研究进行展望。     

聚合物材料入口收敛流动的定量描述

讨论了影响聚合物材料在口模入口区流动中流型的主要因素。分析了表征入口流型的参数及其与流体粘弹性特性的相互关系。以及相应的定量描述，并就其进展作了简要的述评。     

聚合物流体平入口收敛流型的理论分析

对前文发表的非牛顿流体平入口收敛流动的边界流线微分方程进行了分析，求出了当非牛顿指数n=1／3时的入口收敛边界流线方程，及其与n≠1／3时边界流线微分方程的关系。在此基础上，建立了n=1／3时的聚合物流体自然收敛半角方程和收敛区长度方程，并讨论了影响入口流型的主要因素。     

收敛流道内聚合物熔体流动的有限元模拟

利用Polyflow软件包,对收敛流道内聚合物熔体的三维流动进行了模拟,得出了压力、速度、剪切速率和延伸应变速率的分布.在此基础上,对熔体在收敛流道内的流动规律及特点进行了分析.这为流场参数的控制和机头结构的优化设计和改进提供了理论依据.     

流体流动对泥页岩孔道影响的数值模拟

文章运用FLUENT软件对不同孔道倾角、不同水相体积分数下泥页岩孔道中液相流体流动进行了模拟,计算得到各参数对孔道的影响。结果表明,当孔道趋于水平、油水两相中水相体积分数越大,流体对泥页岩孔道壁面的作用力越小,流体引起孔道裂解、坍塌的可能性越低。     

混炼胶入口压力降和入口自然收敛半角的数值模拟

基于非牛顿流体人口收敛压力降和人口自然收敛半角方程,应用Matlab软件对NR/SBR混炼胶挤出过程中入口收敛流动进行数值模拟,并讨论非牛顿指数、流道收缩比、表观剪切速率、流体粘附特性系数和BagIey校正因子等因素对人口压力降和人口自然收敛半角的影响.结果表明,在一定条件下,人口压力降随着非牛顿指数、流道收缩比、表现剪切速率和流体粘附特性系数等增大而增大;人口自然收敛半角随着Bagley校正因子增大而减小等.模拟结果与文献报道有较好的一致性.     

NR/炭黑混炼胶平入口收敛流动的二维有限元模拟

应用ANSYS软件对NR／炭黑混炼胶的平人口收敛流动进行二维有限元模拟。分析了在不同初始速度(vi)下流道内速度分布、延伸速率、剪切速率以及流体自然收敛角的变化．结果显示，流体自然收敛半角随着的增大而减小；剪切速率则随着v0的增大而呈非线性提高；延伸速率于入口处达到最大值。     

薄膜蒸发器内流体流动特性的数值模拟

建立了薄膜蒸发器的计算模型,采用大型计算流体力学(CFD)分析软件CFX4.4模拟了薄膜蒸发器内水及粘性料液的流动过程,得到了各种速度分布. 结果表明,刮板转速、进料量对流体流动状态影响显著. 提高刮板转速,可明显促进液膜和圈形波内流体的物质交换. 在任一转速下,各料液均存在同一最佳进料量,此时其圈形波截面内平均速度达到最大值. 对纯物质水,最佳进料量对应的流动边界层厚度与膜厚之比最小. 粘性料液和水的轴向速度分布存在差异,且在液膜厚度内未形成明显的流动边界层.     

聚合物熔体收敛流动的可视化实验与理论研究

采用可视化实验技术,获和了流过楔形收敛流道的高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）熔体内着色条料的流迹图像。实验结果表明,收敛流道内ＨＤＰＥ熔体的流速与由于文推导的幂律流体较接近,在此基础上,采用该幂律流体模型,揭示了楔形收敛流道内流速与延伸应变速率随径向位置和偏心角度的变化规律,并利用该规律对聚合物熔体的连续挤出自增强作了分析。     

固定床流体流动特征数值模拟

为了研究固定床边壁效应、固定床床层数的变化以及颗粒的填充倾斜角度等参数对床内流体流动状况的影响,基于Ergun方程建立了轴对称多孔介质数学模型。同时对床内流体流动状况进行了研究:在床高确定的情况下,随着床层数的增加,压强降减少;随着颗粒填充倾斜角度的增加,压强降也减少,速度径向分布不均;在固定床边壁附近,气体速度明显增大。计算结果与实验值的比较表明模型能有效地描述固定床压强降和床内流体流动状况。     

非牛顿流体薄膜流中质量传递的实验研究

本文通过实验,研究非牛顿流体层流降膜流中质量传递过程.实验系采用温壁塔测定二氧化碳在高分子水溶液中吸收速率.这些溶液符合幂律模型.实验证明非牛顿幂律流体降膜流中考虑速度分布的微分方程精确解是正确的;对拟塑性流体,用无因次长度Z<0.1作为渗透论适用范围的判据是合适的,而精确解则不受此范围的限制.     

Numerical Investigation of Degassing Behavior of Highly Viscous Non-Newtonian Fluids under Stirring

A method for accelerating bubble removal in non-Newtonian liquids by forced stirring is proposed. Numerical simulations based on an Eulerian-Eulerian multiphase model are performed to test its feasibility for various liquids including shear-thickening, shear-thinning, and Newtonian ones. Effects of the rotating speed of the stirrer and rheological properties of liquids on the degassing efficiency are evaluated, and the influencing mechanisms are analyzed in detail. The feasible regions of degassing in shear-thinning liquids covering a certain range of viscosities are determined, from which one can easily decide the optimal rotating speed given the viscosity of liquids. The results provide a new idea of efficient degassing in shear-thinning liquids for researchers and engineers.     

Flow Modes of Non-Newtonian Fluids with Power-Law Rheology in a T-Shaped Micromixer

The flow and mixing modes of non-Newtonian fluids in a T-shaped micromixer were studied by numerical simulation in the range of Reynolds numbers 1–250. The non-Newtonian fluid was described using the power-law model. The exponent n was varied: 0.3, 0.5, and 0.8. The mixing efficiency and pressure drop in the channel were correlated with the exponent n and Reynolds number. The exponent n was shown to significantly affect the flow structure before and especially after the transition from symmetric to asymmetric flow modes.     

板类制件水辅助注射成型流动过程的数值模拟研究

基于Hde-Shaw流动模型,采用广义牛顿流体本构方程,建立了三维薄壁制件的水辅助注射成型充填阶段的数学模型,采用黏性、可压缩非牛顿流体基本方程,建立了水辅助注射成型保压补缩阶段的数学模型。采用有限元／有限差分／控制体积法数值求解。最后对一具有梯形截面水道的薄壁平板零件的水辅助注射成型流动过程进行了模拟,模拟所得到的熔体前沿位置与前人实验结果吻合较好,浇口处压力变化、水的厚度分布及平均温度分布合理。     

非牛顿流体中的气泡行为

非牛顿流体广泛存在于各学科领域（如化工、食品和生物医学等）,也与许多工业过程及人类的生命过程密切相关。非牛顿流体中的气泡行为直接影响流体传质、传热及化学过程的快慢。因此,了解和研究非牛顿流体中的气泡行为具有重要意义。本文分别从气泡生成、聚并和破裂3个方面对非牛顿流体中气泡行为的研究进展进行评述。     

An Analytical Non-Newtonian and Nonisothermal Viscous Flow Simulation

Polymer process control is limited by a lack of observability of the distributed and transient polymer states. An analytical solution is presented for on-line simulation of non-Newtonian and nonisothermal viscous flow in real-time polymer processing. The modeling of the non-Newtonian viscous flow utilizes a modified Ellis model that expresses viscosity as a function of shear stress; the modeling of the heat transfer utilizes a Bessel series expansion to include effects of heat conduction, heat convection, and internal shear heating. The resulting simulation is suitable for inclusion in real-time process controllers requiring sub millisecond response. Numerical verification indicates that the flow rate predictions of the described analysis compare well with the results from a commercial molding simulation. However, empirical validation utilizing a design of experiments for an injection molding process indicates that the described analysis is qualitatively useful but does not possess sufficient accuracy for quantitative process and quality control.     

伴有二级不可逆反应的非牛顿幂律流体薄膜流中化学吸收的研究

本文对伴有二级不可逆反应的非牛顿幂律流体降膜流中的吸收过程进行了研究,提出扩散反应方程和它的解,并得到实验验证.