Течение полимеров в отверстиях фильер: теория, расчет, практика (150,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

УДК [678.5.01:539.216.1].001.573 677.494.03.001.573  Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту № 09-08-07034 Рецензент: доктор техн. наук, проф. Е. В. Славнов Янков В. И., Глот И. О., Труфанова Н. М., Шакиров Н. В. Течение полимеров в отверстиях фильер. Теория, расчет, практика. — М.– Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2010. — 368 с. Приведены результаты численных исследований течения и теплообмена растворов и расплавов полимеров в отверстиях фильер для формования химических волокон. Изучено влияние геометрических размеров отверстий, реологических и теплофизических свойств полимеров на рабочие характеристики фильер. Приведено описание конструкций фильер и геометрии каналов для выпуска различных видов волокон, исследовано влияние точности изготовления отверстий на качество получаемых волокон. Для научных и инженерно-технических работников промышленности химических волокон, для специалистов, занимающихся вопросами конструирования и изготовления фильер. Для студентов и аспирантов, изучающих вопросы переработки и формования волокон. Табл. 47. Илл. 186. Библ. список 314 назв. ISBN 978-5-93972-790-7 © В. И. Янков, И. О. Глот, Н. М. Труфанова, Н. В. Шакиров, 2010 © НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2010 http://shop.rcd.ru http://ics.org.ru

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ ............................................................................................... 7 ГЛАВА 1. ФИЛЬЕРЫ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ РАСТВОРОВ И РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ ............................................................. 10 Конструкции фильер ....................................................................... 10 Форма и размеры отверстий фильер .............................................. 15 Расположение отверстий на основании фильеры ......................... 22 Фильеры для бикомпонентных волокон ....................................... 25 Фильеры для полых волокон .......................................................... 29 Фильеры для формования волокон из смесей полимеров ........... 31 Требования к точности изготовления отверстий и шероховатости стенок каналов ................................................................................. 33 Материалы, применяемые для изготовления фильер .................. 34 Методы контроля качества фильер ................................................ 43 ГЛАВА 2. ВЗАИМОСВЯЗЬ ХАРАКТЕРИСТИК ФИЛЬЕР С ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕССА ФОРМОВАНИЯ И СВОЙСТВАМИ ВОЛОКОН .............................................................. 49 Конструкционные материалы ........................................................ 49 Конструкция основания фильеры .................................................. 50 Форма и размеры отверстий ........................................................... 51 Программа расположения отверстий ............................................ 54 Точность изготовления отверстий и их износ при эксплуатации ............................................................................ 56 ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕЧЕНИЯ АНОМАЛЬНО ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ В ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ КАНАЛАХ . ............................................... 63 Постановка задачи ........................................................................... 63 Особенности численной реализации ............................................. 74

Стр.3

4 Оглавление ГЛАВА 4. ДВИЖЕНИЕ И ТЕПЛООБМЕН РАСТВОРОВ И РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ В КАНАЛАХ ФИЛЬЕР . ................... 80 Течение в ступенчатых каналах ..................................................... 81 Течение в коническо-цилиндрических каналах фильер .............. 92 ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ПРИСТЕННОГО СКОЛЬЖЕНИЯ НА ПРОЦЕССЫ ТЕЧЕНИЯ В ОТВЕРСТИЯХ ФИЛЬЕР .................. 124 Постановка задачи и граничные условия .................................... 124 Влияние пристенного скольжения на параметры течения полимеров в каналах фильер .......................................... 127 ГЛАВА 6. НЕСТАЦИОНАРНОЕ ОДНОМЕРНОЕ ТЕЧЕНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ ЖИДКОСТЕЙ В ПЛОСКИХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КАНАЛАХ .................................................. 135 Постановка задачи и метод решения. Течение в плоском канале ............................................................ 135 Особенности численной реализации ........................................... 141 Особенности течения вязкоупругих жидкостей с различными уравнениями состояния в цилиндрических каналах .................. 142 Напорно-расходные характеристики цилиндрических каналов ........................................................................................... 155 ГЛАВА 7. ДВУМЕРНОЕ НЕСТАЦИОНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ ВЯЗКОУПРУГИХ ЖИДКОСТЕЙ В КАНАЛАХ ФИЛЬЕР .............. 157 Постановка задачи ......................................................................... 157 Методы решения и особенности численной реализации .......... 159 Течение на входном участке канала ............................................ 166 Течение в канале с внезапным сужением ................................... 170 Течение в коническо-цилиндрическом канале фильеры ........... 178 Неизотермическое течение жидкости ......................................... 186 Экспериментальное исследование течения вязкоупругих жидкостей в отверстиях фильер ................................................... 190 ГЛАВА 8. ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К МАТЕМАТИЧЕСКОМУ ОПИСАНИЮ ТЕЧЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРОВ В КАНАЛАХ ФИЛЬЕР ................................................................................................. 196 Характеристики исследуемых растворов полимеров, фильерных каналов и режимов течения ...................................... 196 Общая постановка задачи ............................................................. 198

Стр.4

Оглавление 5 Реологические соотношения и определение зависимостей для вязкости по напорно-расходным характеристикам ............. 200 Исходная система уравнений и граничные условия задачи ...... 209 Метод решения и особенности его реализации .......................... 211 Проверка адекватности модели .................................................... 215 ГЛАВА 9. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ТЕЧЕНИЯ РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРОВ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ ФИЛЬЕР .................................. 222 Закономерности течения через цилиндрические каналы .......... 222 Параметры процесса течения через отверстия стандартной фильеры .......................................................................................... 234 ГЛАВА 10. ОПТИМИЗАЦИЯ И РАСЧЕТ ФИЛЬЕРНЫХ КАНАЛОВ И ФИЛЬЕР ......................................................................... 246 Критерии оптимизации формы и размеров канала фильеры .............................................................................. 246 Влияние заходного конуса ............................................................ 248 Влияние радиуса и длины калибрующего капилляра ................ 254 Определение требований к точности изготовления отверстий фильер ........................................................................... 256 Методика расчета фильер для формования волокон ................. 262 ГЛАВА 11. ДВУХСЛОЙНОЕ ТЕЧЕНИЕ РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КАНАЛАХ ......................... 265 Установившееся двухслойное течение вязкоупругих жидкостей Уайта–Метцнера ......................................................... 271 Установившееся двухслойное течение нелинейных вязкоупругих жидкостей ............................................................... 280 Численное исследование двухслойного течения нелинейных вязкоупругих жидкостей ............................................................... 279 ГЛАВА 12. ДВУМЕРНОЕ ТЕЧЕНИЕ РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ В КАНАЛАХ ФИЛЬЕР ПРИ ФОРМОВАНИИ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН ............................................................................................. 289 Математическая модель течения ................................................. 289 Метод решения и численная реализация .................................... 294

Стр.5

6 Оглавление Участок гидродинамической стабилизации осесимметричного двухслойного течения ................................................................... 296 Неизотермическое двухслойное течение .................................... 305 Течение в канале с изотермической стенкой .............................. 307 Течение в канале с адиабатической стенкой .............................. 313 ГЛАВА 13. ТЕЧЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ПРОФИЛИРОВАННЫХ КАНАЛАХ .............................................. 317 Постановка задачи ......................................................................... 317 Численная реализация задачи ...................................................... 325 ГЛАВА 14. ТЕЧЕНИЕ РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ В ФИЛЬЕРАХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЪЮГИРОВАННЫХ ВОЛОКОН ............... 333 Конструкции фильер ..................................................................... 333 Численное исследование процессов тепломассообмена в каналах фильер ........................................................................... 339 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................ 354

Стр.6