免费91模具
聯係我們
聯係我們

深(shēn)圳市免费91模具有限公司
電話:   86 - 755 - 2977 3559
電話:   86 - 755 - 29604615
傳真(zhēn):   86 - 755 - 2960 4572
郵箱:   kexiangmold@126.com
         sales@cousunmold.com
地址:   深(shēn)圳市光明新區(qū)公明街道西田社
         區第二工(gōng)業區24棟A區

注塑加工廠牛頓流體及其流變方程

文章來源: 免费91模具 人氣:8983 發表時間:2023-05-16 11:37:34

眾所(suǒ)周知,液體在平直圓管內受切應(yīng)力而發生流動的形式有層流和湍流(liú)兩種(zhǒng)。層流時,液體的流動是按許多彼此(cǐ)平行的流層進行的;同流層之間的各點速度彼此相同,但各層之間的速度卻不(bú)一(yī)定相等,而且各層之間也無明顯的相互影響。如(rú)果增大流動速度而使其超過一定的臨界值,則流(liú)動形式轉為(wéi)湍流,湍流時液體各點(diǎn)速度(dù)的大小和方向都隨時間而變化。層流與湍流的(de)區分以雷諾(nuò)數(Re)為準(zhǔn),在成型注塑加工(gōng) 過程中,聚合物熔體流動時的雷(léi)諾數常小於10,而聚合物分散體的雷諾數常不止此數,但也不會大於2100,所以它們的流動基本上是層流。


為了研究流體流動的性質,可以把層流流動看成是(shì)一層層彼(bǐ)此相鄰的薄層液體沿外力作用方(fāng)向進行的相對滑移。液層是平直的平麵,彼(bǐ)此之間完全平行。F為外部作用於整個液體的恒定剪切力,A為向兩端(duān)無限延伸的液層麵積。管壁附 dv 近液層同時受到液體黏性阻力和管壁摩擦力的作用,在管(管壁)摩擦力壁(bì)上液層的移動速度為零。這樣,就可以用(yòng)剪切速率(lǜ)來代替速度梯度,兩者在數值上相等。


牛頓(Newton)在研究低分子液體的流動行為時,發現切應(yīng)力和剪切速率之間存在著一定(dìng)關係,說明液層單位表麵上所加(jiā)的(de)切應力r與(yǔ)液層間的速(sù)度梯度成正比(bǐ),n為比例(lì)常數,稱為牛頓黏度。它是液體(tǐ)自身所固有的屬性,反映了液體的黏稠性(xìng),n的大小表征液體抵抗外力(lì)引起形變的能(néng)力,不同液體的n值不同,與(yǔ)其分子結構和所處溫度有關。描述了層流液體簡單的規律,通常(cháng)稱為牛頓流動定律,即牛頓流體的流變方程。凡液體層流時(shí)符合牛頓流動定律的通稱為(wéi)牛(niú)頓流體。其(qí)特征為應變隨應力作用的時間線性地增加,且黏度(dù)保持不變(biàn),應變具有不可逆性質,應力解除後應變以變(biàn)形保持下來。


由於大分子的長(zhǎng)鏈結構和纏(chán)結(jié),聚合物熔體的(de)流動行為遠比低分(fèn)子液體複雜。在(zài)寬廣的剪切速率範圍內,這類液體流動時剪切力和剪切速率不再成(chéng)比例(lì)關係,液體的黏度也不是一個常數,因而聚合物熔體的流變行為不服從牛頓流動定律。通常把(bǎ)流動行為(wéi)不服從牛頓流動定律的流動稱為(wéi)非牛頓型流動,具有這(zhè)種流動(dòng)行為的液體稱為非牛頓流體(tǐ)。此時,大(dà)多(duō)數聚合物都表現為非牛頓流體。

1669683770277.jpg

塑料成型注塑加工中常用聚合物在非牛頓流體狀態剪切速率下的流動曲線。它們已不再是簡單的直線,不同類型流體的流動曲線是向上或向下彎曲(qǔ)的複雜曲線。當作用於假塑性流(liú)體的切應力變化時(shí),剪切速率的變化要比切(qiē)應力(lì)的變化快得多。而(ér)膨脹性流體的流變行為則正好相反,流體中剪切速率的變化比切(qiē)應力的變化要慢。很明顯(xiǎn),流體的黏度已不是一個常數,它隨剪切(qiē)速率或切應力而(ér)變化。


因此,將非牛頓流體的黏度定義為表觀黏度n。由Ostwald-De Waele 提(tí)出的所謂指數定律方程是一種較能反映黏(nián)性流(liú)體流變性質的經驗性表達式,在有限的範圍內有相當好的準確性,且形式簡單。對(duì)一定的成型注塑(sù)加工過程來(lái)說,剪切速率總不可能很寬,因此,指數定律在分析液體的(de)流變行為、加(jiā)工的計算以及 注塑加(jiā)工設備或模具的(de)設計等方麵都較成功。該(gāi)定律認為:聚合物黏性流體在定溫下於(yú)給(gěi)定的剪(jiǎn)切速率範圍內流動(dòng)時,切應力和剪(jiǎn)切速率具有(yǒu)指數函數關係。


表觀黏度表征的是非牛(niú)頓流體在外力作用下抵抗(kàng)剪切變形的能(néng)力,表觀黏度除與(yǔ)流體本身性質及溫度有關外,還受剪切速率影響,這就意味著外力大小及其作(zuò)用的時間也能改變流體的黏稠性。


在(zài)指數(shù)流動規律中,非牛頓指數(shù)n和稠度係數K均可由試驗測定。當n=1時,na=K= n,這意味著非牛頓流體轉(zhuǎn)變為牛頓流體,所以n值可用來反映非牛頓流體(tǐ)偏離牛頓流體性質的程度。n<1時,稱為假塑性流體。在注射成型中,除了熱固(gù)性聚合物(wù)和少數熱塑性聚合物外,大多數聚合物熔體均有(yǒu)近似假塑性流體的流變(biàn)學性質。n>1時(shí),稱為膨脹性流(liú)體(tǐ)。屬(shǔ)於膨脹性流體的(de)主要是一些固(gù)體含量較高的聚合物懸浮(fú)液,以及帶有凝膠結構的聚合物溶液和懸浮液,處於較(jiào)高(gāo)剪切速率下的聚氯乙烯糊的流動行為就近似這(zhè)類流體。


在一定的成型注塑(sù)加工工藝條件(jiàn)下,塑料的剪切速率的範圍(wéi)通常是(shì)固定的,如(rú)壓縮成型時的剪切(qiē)速率範(fàn)圍為1~10s;注射成型時為103~105s-;壓注成型時為102~103s等(děng)。對於給定的塑料來說,如果通過實驗求(qiú)得了在這(zhè)種(zhǒng)剪切速率範圍下的黏度數據,則對該種塑料在指定 注塑加(jiā)工(gōng)成型方(fāng)法中的操作難易程度就能作出初步判斷。譬如在注射成型時,如果某一塑料熔體在溫度(dù)不(bú)大於其降解(jiě)溫(wēn)度且剪(jiǎn)切速率為103s-的情況下測(cè)得其表觀(guān)黏度為50~500Pa·s,則在注射過程中將不會發生困(kùn)難。表觀黏度過大時,則塑料(liào)模的大(dà)小與設計就受到較(jiào)大的限製,同(tóng)時壓(yā)縮塑件很易出現缺陷;過小時,溢(yì)料的(de)現(xiàn)象比較嚴重,塑件質量(liàng)也會產生(shēng)問題。


推薦文章
聯係電話
索要報價
在線(xiàn)谘詢
掃一掃

掃(sǎo)一掃
添加微信谘詢

全國免費服務熱線
137-1421-9339

返回頂部
免费91_91免费在线_首页 - 91n_黄色91下载