細旦滌綸長絲熔體直紡工程模擬研究.pdf

1、細旦和超細旦纖維是目前差別化纖維的一個發(fā)展主流，也是差別化纖維發(fā)展中的一類重要產(chǎn)品。近幾年，我國相繼投產(chǎn)的多條大容量十噸級滌綸熔體直紡生產(chǎn)線，能生產(chǎn)滌綸細旦長絲，但附加值較低，市場競爭激烈，盈利能力逐步下降。所以對熔體直紡過程的研究就十分重要。用計算機模擬來分析研究是比較可行的方法，因為有很多數(shù)據(jù)是實驗所不能得到的。本文將重點對熔體直紡細旦長絲的輸送過程進行模擬，給企業(yè)以完整的輸送體系模擬以及調整工藝的方向。
　　 本文首先建立

2、了熔體輸送過程的管道模型、增壓泵模型、計量泵模型、熔體過濾器模型以及紡絲組件模型。在每個單元模型中，根據(jù)穩(wěn)態(tài)流體流動的原理，建立了熔體輸送過程中熔體停留時間、壓力降、溫升和熔體粘度降模型。模擬了熔體溫度、熔體壓強和熔體粘度降隨管長、停留時間的變化。發(fā)現(xiàn)增壓泵、計量泵對溫升、壓強降的影響比較大，而管道和紡絲組件對特性粘度降和停留時間影響比較大。
　　 在熔體輸送過程中，熔體質量主要受到初始熔體特性粘度、交接點熔體溫度、熔體流量和大

3、循環(huán)熱媒溫度的影響。調整模擬條件，進行權重分析，擬合得到特性粘度降、溫升和停留時間的權重分析式。發(fā)現(xiàn):對于特性粘度降權重影響最大的是初始特性粘度，較低的熔體溫度和大循環(huán)熱媒溫度以及適當?shù)靥岣弋a(chǎn)能均對粘度降下降有利;初始特性粘度對于溫升的權重最大，采用較高的特性粘度、調低熔體溫度和調高大循環(huán)熱媒溫度來會使得溫升提高。
　　 建立了熔體直紡細旦滌綸長絲的單絲模型，從力平衡、本構方程和能量平衡三方面進行分析，分別得到了張力、溫度、速度

4、的微分方程式。根據(jù)模型利用matlab軟件進行編程，模擬了紡絲速度、溫度、張力、纖維直徑、速度梯度隨紡程的變化，并且對比了粗旦和細旦絲的特點。
　　 在滌綸長絲生產(chǎn)中，產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)量的調整十分頻繁，本文模擬相鄰管道產(chǎn)量調整對于熔體質量的影響，發(fā)現(xiàn)相鄰管道適當?shù)卦黾赢a(chǎn)量會提高熔體質量。此外，利用模型進行了熔體輸送各控制點數(shù)值的驗證，壓強的模擬和實際比較吻合，溫度的模擬存在一定的誤差。
　　 調整熔體輸送的工藝參數(shù)，對調整前