基于 CFD 的流延膜冷却效率研究.pdf

第43卷,第1期
64
工程塑料应用
2015年1月
ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
Jan.2015
doi:10.3969/,issa.1001-3539.2015.01.014
基于CFD的流延膜冷却效率硏究
吴哲浩,麻向军
(华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心,聚合物成型加工工程教育部重点实验室,广州510640)
摘要:以平行流道流延辊为研究对象,利用计算流体动力学软件对流延膜在流延辊上的冷却过程进行数值模拟,
得到了不同流延膜厚度和流廷辊转速条件下流廷膜的温度场。结果表明,流延膜温度分布为中间高两端低,且靠近
冷却水入ロ一侧的温度低于另外一侧。流延膜的冷却速率随流廷膜厚度的增加而降低,流延膜的冷却效率和宽度方
向上的温度分布均匀性随流延膜膺度的减小而提高。流廷膜的冷却速率随流延辊转速的升高而降低,流延膜的冷却
效率和宽度方向上温度分布的均匀性随流延辊转速的降低而提高。
关键词:计算流体动力学;流延膜;流廷辊;冷却效率;温度分布
中图分类号:TQ320.66文献标识码:A文章编号:1001-359(2015)01-06405
Research on Cooling Efficiency of Casting Film Based on CFD Software
Wu Zhehao, Ma Xiangjun
( National Engineering Reseach n er of Novel Equipment for Po mer Processing, Key Laboratory of Polymer Processing Engineering of the Ministry
of Education, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
Abstract: Taking parallel flow channels casting roller as research object, a numerical simulation of cooling process of casting
film on casting roller was made by using computational fluid dynamics(CFD ) software. The temperature field of casting film was
ob ained at different thickness of casting film and ro ae eed of castin roller The results show that emperature distribution of
plastic film is high in mie and low at two ns, and mperature of inlet side below the other side. With increasing of thickness of
casting film, the cooling rate of casting film drop. Cooling efficiency and uniformity on temperature distribution in width of casting
film are improved with redin of hikes of astin film with increasin of ro ae speed of castin roller, the cooling rate of
casting film drop, cooling efficiency and uniformity on temperature distribution in width of casting film are improved with reducing
of rotate speed of casting roller.
Keywords: computational fluid dynamics; casting film casting roller cooling efticiency; temperature distribution
平膜挤出成型法又称T形模头法,所得薄膜是和流速、冷却辊的直径和冷却水道尺寸、流涎辊的转
连续的片状薄膜,也称流延膜。其过程是:挤出机速和薄膜厚度等因素的综合影响,因此需要系统地
将塑料熔体由一狭缝模头挤出,挤出的片状物直接研究流涎辊对薄膜冷却效果与各影响因素间的敏感
流涎到表面镀铬的流延辊上,骤冷形成薄膜,再经导性叫。国内外已经有一些学者对流延膜冷却成型过
辊牵引、电晕处理、切去边料和收卷操作完成薄膜的程进行了研究。国外,K, Toshitaka等叫提出了与
生产。挤出流延膜生产工艺流程如图1所示。
流延辊筒相接触的薄膜表面温度的计算公式。此
挤出机挤出机头
外,D. Silagy等对流延膜的加工过程进行了仿真
卷取辊
运算,并且将计算结果与有关实验数据进行了对比。
导提
K. Selvanayagam等利用 Navien- Stokes控制方程,
找到了在恒温流延生产时,使薄膜厚度一致的较优
流延辊
的控制方式。国内,李钢等根据K. Toshitaka
图1流延膜生产工艺流程
提出的流延膜与流延辊接触界面温度计算公式,通
在薄膜挤出成型过程中,流延辊的温度场对薄
国家自然科学基金-广东联合基金项目(U1201242)
膜的冷却效率和宽度方向温度分布均匀性以及产量
联系人:麻向军,副教授,主要从事材料加工CAD/CAE研究
具有很大的影响。同时流涎辊温度场受冷却水温度
收稿日期:2014-10-29