В [34] расчет полей скорости и температуры производился с помощью метода, описанного в разделе 6.3.2. В последующих разделах приводятся некоторые из ре­зультатов работы (см. также пример, приведенный в разделе 4.4.4).

На рис. 6.14 показано влияние соотношения вязкостей расплавов на профили скорости течения и скорости сдвига при симметричном трехслойном течении через

Х>

О

о

Q -

О

v

s 3 6 о а. о

400

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Центр Стенка Приведенная высота канала

U

Рис. 6.14. Влияние соотношения вязко­стей на профиль скорости в симметричном многослой­ном течении через щель [34]

плоскую щель. Пунктирная линия соответствует типичному профилю скорости для расплава псевдопластичного материала. При многослойном течении формируется ломаный профиль скорости, если вблизи стенки течет расплав с меньшей вязкостью. Снижение вязкости этого слоя ведет к уменьшению максимального значения скоро­сти, но скорость сдвига на стенке при этом увеличивается. С изменением вязкости величина пограничного слоя меняется лишь незначительно. В первую очередь оно зависит от соотношения массовых расходов.

Профили скорости в асимметричном двухслойном течении выглядят совершен­но иначе (рис. 6.15). В зависимости от соотношения между массовыми расходами расплавов при постоянном общем массовом расходе максимум скорости потока на­ходится в слое с более высокой вязкостью (то есть если т2/ тх = 0,25 и 0,11 соответ­ственно). При т2 / т{ = 1 максимум скорости находится в менее вязком слое. Сред­ние скорости в слоях различаются тем больше, чем выше разница в вязкостях расплава и чем больше доля материала с меньшей вязкостью. Положение максимума скорости течения зависит от соотношения вязкостей.

Стенка Стенка 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Стенка Стенка у у Приведенная высота канала - j - Приведенная высота канала — Н Н Рис. 6.15. Влияние соотношения массовых расходов на профиль скорости в асимметричных

многослойных течениях через плоскую щель [34]

На профиль температуры, кроме профиля скорости, влияют термодинамические параметры материала и температурные граничные условия на стенке канала. На рис. 6.16 показано формирование температурного профиля по длине канала для двух профи­лей скорости, взятых с рис. 6.15 (температура стенок канала = 2 00 °С). Для расплава «1» использовались термодинамические характеристики ПЭВП, а для расплава «2» — параметры полистирола (ПС). Если максимум скорости находится в более вязком

слое, то ярко выраженные температурные максимумы возникают вблизи стенки ка­нала. Если же максимум скорости находится в слое с более низкой вязкостью, то выраженный максимум появляется на границе между слоями в результате диссипа­тивного нагрева при сдвиговом течении с высокой скоростью сдвига и низкой тепло­передачи в близлежащие слои расплава.

На рис. 6.17 показано формирование профилей скорости и температуры в сужа­ющейся щели для двух аналогичных случаев. Здесь профиль скорости сохраняет 205

204

203

202

201

0 0,2 Стенка

0,8 1 Стенка

Приведенная высота канал а {г П

=10 9А rh2/rhy = 0,25 Л02/Л01 = 10 2

х = 20см

0 0,2 Стенка

0,8 1 Стенка

Приведенная высота канала •£- н

Рис. 6.16. Формирование профилей температуры по длине канала для асимметричного мно­гослойного течения через плоскую щель [34]

I

а»

S “ 12

- й л 5

0.-8 о ь о.

TOC o "1-5" h z 8 4

и

0 If^" «1 »~Т« 7»«1'» I Ц о

2 3 4 мм 5 Высота у канала для асимметричного [34]

205 I I г ------------------------------------------------- 7 П £ 205

5ЕЕЕЗэ-^ “

204 --------------------------------- Г" — § 204

ж /* = 20см '”g=10?/s й _

Til т2/т т = 4 I rob-2

^н-'202 1/г-К il 1-402/401 = Ю",2 |к'202

с ^01 ^f 10см х = 5см о ^01

~ 200 У^Г0Г~^ ё 200

0 1 2 3 4 мм 5 0 1

Нижняя стенка Высота у Нижняя стенка

Рис. 6.17. Формирование профилей температуры по длине многослойного течения через сужающуюся щель

свою форму, а профиль температуры имеет максимумы на границе между слоями вблизи стенки.