多场耦合阶梯喷射微三角区柔性复合纤维滑移机理研究

图书标准信息

• 作者 张智明
• 出版社 中国纺织出版社
• 出版时间 2024-03
• 版次 1
• ISBN 9787522913179
• 定价 88.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 页数 186页

【内容简介】

《多场耦合阶梯喷射微三角区柔性复合纤维滑移机理研究》针对传统的多组分纺丝溶液制备复合纤维的形态难以控制、纤维质量无法达到应用要求及纺丝原料选取受限等难题，提出在高速离心力场、流场、重力场及温度场等多场耦合作用下纺丝溶液从喷嘴微三角区阶梯喷射制备具有多种结构的柔性复合纤维的方法，深入研究复合射流阶梯喷射形成原理、多种纺丝溶液在微三角区的相对运动、复合射流两相变化与柔性复合纤维滑移模型，探索复合纤维制备机理。通过理论研究、模拟仿真与实验分析等方法，建立在多场耦合作用下纺丝溶液间的浓度比、黏度比、相对速度、互溶性，以及电动机转速、旋转半径、喷嘴结构、纺丝温度等工艺参数对阶梯喷射射流稳定性和复合纤维质量影响的数学模型；揭示复合射流牵伸过程中表面张力与黏滞力的变化及复合纤维的滑移运动规律；阐明多场耦合制备复合纤维的原理。

本书可供从事柔性复合离心纺丝研究的师生、科研人员和工程技术人员参考。

【作者简介】

教授，主要研究方向：纤维制备方案设计及机构优化、机械设计及理论。主持国家自然科学基金面上项目2项、“十一五”国家科技支撑计划项目子课题1项，主持湖北省自然科学基金项目、教育厅科研项目、省级教研项目等省部级项目8项。至今已在国内外发表学术论文60多篇，其中SCI/EI收录20多篇；获得国家授权发明专利77件。

【目录】

目录

第1章绪论

11高速离心复合纺丝的研究背景

12高速离心复合纺丝的研究目的与意义

13高速离心复合纺丝的研究进展

131高速离心纺丝技术的发展与研究现状

132离心纺丝设备优化的研究进展

133纺丝喷嘴结构的研究进展

14滑移运动研究进展

141滑移运动的研究进展

142聚合物溶液滑移机理

15离心纺丝微三角区拉伸运动的研究进展

16研究内容和思路

161研究内容

162研究思路

第2章柔性复合纤维的滑移机理

21复合纺丝的工作原理

22微三角区的形成与溶液滑移

221微三角区的形成

222微三角区溶液滑移

23微三角区溶液滑移的运动规律

231微三角区层流

232微三角区湍流

24微三角区溶液滑移的运动过程

241微三角区初始射流阶段

242微三角区不稳定射流阶段

243微三角区稳定射流阶段

25微三角区聚合物溶液流动模型基础

251聚合物溶液微三角区的连续性方程

252聚合物溶液微三角区的动量方程

253聚合物溶液的流变本构方程

26微三角区液—壁滑移理论模型

27微三角区液—液滑移理论模型

271纺丝溶液两相流的守恒方程

272纺丝溶液两相流的滑移速度

28微三角区气—液滑移理论模型

29本章小结

第3章多场耦合作用下微三角区的阶梯喷射原理

31多场耦合作用下复合纺丝的工作原理及喷嘴结构

32微三角区液滴膨胀阶段流体运动方程

321流体运动方程及边界条件

322复合纺丝溶液挤出滴落过程

323微三角区液滴流场建模

33初始射流拉伸运动

34复合纺丝喷嘴内复合纺丝溶液的运动规律

341直管喷嘴内复合纺丝溶液的流动状态

342弯管喷嘴内复合纺丝溶液的流动状态

35本章小结

第4章复合纺丝溶液优化模型与纺丝喷嘴优化设计

41复合纺丝参数优化模型和出口流速分布

411复合纺丝总体工艺参数及出口功率函数

412复合纺丝溶液出口流速分布

42微三角区溶液运动优化模型

43复合纺丝喷嘴内溶液流动理论基础

431复合纺丝喷嘴内溶液连续性方程

432复合纺丝喷嘴内溶液运动方程

44复合纺丝溶液速度大小和速度偏移模型

441复合纺丝溶液速度大小模型

442复合纺丝溶液速度偏移模型

45复合纺丝喷嘴结构参数优化

451基于遗传算法的出口参数优化

452基于灰狼算法的出口参数优化

46本章小结 

第5章复合纺丝流体仿真

51复合纺丝微三角区仿真及轨迹追踪

511复合纺丝喷嘴出口流速仿真

512微三角区球形液滴膨胀形变模拟

513初始射流气流场运动轨迹模拟

52通过控制变量法对出口速度偏移的数值仿真

521直管喷嘴内纺丝溶液流域模型建立与网格划分

522弯管喷嘴内纺丝溶液流域模型建立与网格划分

523离心纺丝喷嘴模型的仿真设置

524溶液运动仿真与结果分析

53滑移模型的建立与数值仿真

531微三角区模型建立与网格划分

532离心复合纺丝喷嘴模型的仿真设置

533溶液运动仿真与结果分析

54本章小结

第6章多场耦合作用下的复合纺丝实验

61复合纺丝装置与实验溶液制备

611双喷嘴离心纺丝装置与实验溶液制备

612复合纺丝实验装置与聚酰胺纺丝溶液制备

62复合纺丝实验

621聚氧化乙烯溶液微管液滴挤出实验

622离心纺丝高速射流拉伸运动摄像实验

623纳米纤维形貌表征电镜实验

63未优化直管与优化弯管喷嘴制备的纤维形态对比分析

631离心纺丝溶液浓度对纤维的影响

632高速离心纺丝转速对纤维的影响

64聚酰胺纺丝溶液参数的测定

641聚酰胺纺丝溶液的流变曲线

642聚酰胺纺丝溶液黏度的变化规律

65离心复合纺丝参数对纤维形貌的影响

651纺丝溶液材料对复合纤维的影响

652纺丝溶液浓度对复合纤维的影响

653旋转速度对复合纤维的影响

654喷嘴形状对复合纤维的影响

655转速对复合纳米纤维形貌的影响

66本章小结

第7章研究总结与展望

71研究总结

72研究展望

参考文献