基于CFD的塑料薄膜冷却性能分析.pdf

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1、第42卷第11期塑料工业2014年11月CHINAPLASTICSINDUSTRY·39·基于CFD的塑料薄膜冷却性能分析吴哲浩，麻向军(华南理工大学聚合物成型加工教育部重点实验室，广东广州510640)摘要：为了研究塑料薄膜的冷却成型过程，利用计算流体动力学(CFD)软件对塑料薄膜在平行流道流延辊上冷却过程进行数值模拟，得到了不同冷却水雷诺数和温度条件下薄膜的温度场。结果表明，薄膜温度分布为中间高两端低，且靠近冷却水入口一侧的温度低于另外一侧。薄膜冷却效率和宽度方向温度分布均匀性随冷却水雷诺数的增

2、大而提高。薄膜冷却效率随冷却水温度的升高而降低，冷却水温度的升高有利于提高薄膜宽度方向的温度分布均匀性。关键词：塑料薄膜；流延辊；冷却效率；温度分布DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2014．11．010中图分类号：TQ320．66文献标识码：A文章编号：1005—5770(2014)11—0039—04TheAnalysisofCoolingCapacityofPlasticFilmBasedonCFDwUZhe。hao．MAXiang-jun(TheKeyLaborato

3、ryofPolymerProcessingEngineeringoftheMinistryofEducation，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Inordertoinvestigatethecoolingprocessofplasticfilm，itmadeanumericalsimulationofcoolingprocessofplasticfilmonparallelflowchannelscas

4、tingroller，whichwasimplementedbyCFDsoftware．ThetemperaturefieldofplasticfilmwasobtainedatdifferentReynoldsnumberandtemperatureofcoolingwater．Theresultshowedthatthetemperaturedistributionofplasticfilmwashighinthemiddleandlowatthetwoends，andtemperatureof

5、inletsidewasbelowtheotherside．WiththeincreasingofReynoldsnumberofcoolingwater，thecoolingeficiencyanduniformityontemperaturedistributionofplasticfilmimproved．Withtheincreasingoftemperatureofcoolingwater，thecoolingcapacityofplasticfilmdropped，butitwasgoo

6、dforimprovinguniformityontemperaturedistributionofplasticfilm．Keywords：PlasticFilm；CastingRoller；CoolingEficiency；TemperatureDistribution挤出流延法生产塑料薄膜时，流延辊的温度场对薄膜和辊面温度随时问变化的规律曲线，塑料薄膜的薄膜的冷却效率和薄膜在宽度方向的性能均匀性以及冷却速率与薄膜厚度、辊筒转速之间的变化关系。李产量具有重要作用。已经有一些学者利用数值模拟的晓伟

7、等分析了塑料薄膜在流延辊上的冷却过程是方法对流延膜冷却成型过程进行研究。董野等¨根导热、对流、辐射综合的三维非稳态周期传热问题，据Toshitaka等提出的流延膜与流延辊接触界面温通过matlab编程实现该过程的数值计算，研究得到度计算公式，通过实验数据估算出界面温度，对双进塑料薄膜与空气的对流换热、辐射所散发的热量占散双出螺旋流道流延辊进行了仿真分析，研究了在流延热量的10％，薄膜冷却过程中的热量主要由流延辊膜成型时流道截面尺寸结构对薄膜冷却效果的影响，带走。得出了不改变流道截面面积的情况下，流道

8、的长宽比本文采用数值计算方法研究平行流道流延辊对薄越大辊筒的换热效果越好的结论。此外，Kilani等膜的冷却行为，耦合求解薄膜与流延辊间的换热，系利用数值模拟的方法研究了螺旋辊的流道高宽比对流统研究冷却回路内冷却水雷诺数和温度对薄膜冷却效体流动性能的影响。李福森等通过传热学分析了率和宽度方向温度分布均匀性的影响，有助于揭示薄塑料薄膜的冷却机理，对塑料薄膜在螺旋流道流延辊膜冷却效果对冷却水雷诺数和温度的敏感性，为合理上非稳态冷却传热过程进行了数值模拟，模拟得到了设计流延