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1、第29卷第3期纺织学报Vol.29No.32008年3月JournalofTextileResearchMar.2008文章编号:02539721(2008)03009705衣架式纺丝模头设计理论研究刘玉军,王钧效(宏大研究院有限公司,北京100176)摘要衣架式纺丝模头设计主要依靠测绘和经验,当形成系列化时往往设计依据不足。以非牛顿流体在圆管中的全展流动模型和在狭缝流道中的全展流动模型为理论基础,通过施加沿模头幅宽方向的流量分布均匀、所有流径上的压力降相等和停留时间相等的设计准则,建立模头熔腔的设计理论,确定了衣架式
2、模头受力的计算方法,给出了熔腔设计方法并在新产品的开发设计和生产实际中得到应用,提高了熔体分配的均匀性,为衣架式模头的自主创新设计提供了有力的依据。关键词衣架式模头;设计理论;纺粘和熔喷法;非织造布中图分类号:TS173文献标识码:ATheoreticalstudyondesignofcoathangerdieLIUYujun,WANGJunxiao(HongdaResearchInstituteCo.,Ltd.,Beijing100176,China)AbstractThecoathangerdiehasbeenwid
3、elyusedinmeltspunnonwovenproductionline.Neverthelessitislackoftheoreticalevidencefordesign.ThispaperprovidedthedesigntheoreticsofthediefluidchannelbasedonthetheoriesoffullydevelopedflowingmodelswithnonNewtonianfluidflowinginthecircularconduitandintheslot,torealizeuniforml
4、ydistributedflux,equivalentpressuredropandequalretentiontimeatthedieexitacrossthediebreadth.Besides,thecalculatingmethodofforcesactingonthediewasalsoupbuiltandthemeltchanneldesignwasdiscussedtoo.Thedesigntheoretics,validatedbytheevidencethatthefluiduniformitywasconsiderably
5、improved,providedforcefulbasisfortheinnovativedesignofcoathangerdie.Keywordscoathangerdie;designtheoretics;spunbondandmeltblowingprocess;nonwoven在纺粘法和熔喷法非织造布设备中,纺丝模头大,对于引导熔体沿模头幅宽方向的放射分配作用是其中的一个关键部件。纺丝模头的重要功能是保显著,特别适宜宽幅布面的生产,单衣架模头的最大[3]证聚合物熔体在整个幅宽方向上均匀分配,也就是幅宽可达4~5m。此外
6、,由于衣架式流道的扩散要求熔体在模头出口横向全宽方向上等流量流出;角大,使模头整体高度缩短,熔体在流道中的压力损其次,要求物料沿模头流道流动时出口处的压力降失减少,对生产中的节能降耗有利。要处处相等,还要求熔体在整个流道内的停留时间正是由于衣架式模头的优点,在纺粘法和熔喷[1]要尽可能短并且一致,且无滞料现象发生。[2]法非织造布生产线中,衣架式纺丝模头获得了广泛衣架式流道具有许多公认的优点。它的歧管的应用,但目前国内主要生产制造企业设计模头时直径较小,熔体流经其中停留时间短,这对热稳定性大多依靠测绘和经验,这种设计方法局限很大,在模差或流变
7、性对时间有依赖关系的聚合物的生产尤为适宜;衣架式流道的歧管直径沿流动方向均匀递减,头幅宽的系列化设计时往往依据不足,方向不明。并与幅宽方向形成一定倾角,有利于熔体沿模头幅本文研究旨在建立衣架式模头设计的理论依据,以宽方向的均匀分配;衣架式流道的扇形区扩散角很减少设计的盲目性。收稿日期:2007-05-10修回日期:2007-08-09作者简介:刘玉军(1969),男,教授级高工,博士。主要研究领域为非织造布技术及设备、人造纤维工程系统集成和数字化纺织机械等。Email:liuyujun@hdyjy.com。98纺织学报第29卷2.1
8、基本假设1熔体流动基本方程在建立衣架式模头的设计理论时,对聚合物熔[5-8]体的流动过程作如下基本假设:[1,4]聚合物熔体在圆形截面流道内的体积流量1)熔
