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研究生:曾頌舜
研究生(外文):ZEN,SONG-SHUN
論文名稱:非牛頓流体在擴散模具內部之流態模擬
指導教授:蔡三元
指導教授(外文):CAI,SAN-YUAN
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:化學工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1991
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:非牛頓流体擴散模具流態模擬有限單元法每因次能量方程式線性內插法
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擴散模具是一種特殊的薄板模具,可用於結構性高分子( 例如攙入短纖維補強之複合
材料等 )的擠出加工。當高分子流體流經其內部時,能夠產生橫斷方向的伸長變形,
所以使高分子擠出物內部的結構性( 以短纖維補強為例 ),在橫斷方向及運動方向得
到均衡的分佈,而有利於擠出產品的機械性質。因此擴散模具以結構性高分子的擠出
加工上非常重要。
近來,在解析模具之問題上,有限單元法(FEM )已逐漸廣為作用。但是FEM 經常必須
耗費相當長的電腦計算時間,因此對某些幾何形狀較簡單的流場而言,使用傳統的FA
N 法來分析或許較為經濟。本文即試圖以FAN 法來模擬冪次定建流體在擴散模具中的
流動行為。文中探討了在等溫時,模具幾何形狀( 以擴散角為參數 )及冪次定建指數
對模具出口流量在橫斷方向分佈的影響,並且同時探討非等溫時,無因次能量方程式
中這各能數對流場的影響,以作為擴散模具設計之參考。
經由數學分析數值方法,吾人獲至以下結論。
1.在等溫之情況下,當擴散角越大,模具幾何形狀變化越來劇烈,其出口流量分佈越
不均勻。而冪次定律指數n 越小,也不利於良好均勻度之獲得。
2.在不等溫之情況,黏滯熱槿在分子量很高,黏度很大的情形,才須要考慮。但pe則
對在模具表面加熱或冷卻的效果有關鍵的影響。到於溫度效應對出口流量均勻度的影
響。至於溫度效應對出口流量均勻度的影響,在本文所使用之各參數數值範圍下,並
不明顯。
3.FAN 基本上是一種線性內插法,其精確度自然遠遜於FEM 。此法雖嫌粗糙,但使用
容易, 尤其可在短時間內模擬出流場流態的大致趨勢,故在模具問題之分析上,仍不
失為良好的工具。

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