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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陶文鈺
研究生(外文):Wen-Yu Tao
論文名稱:吹膜製程之螺旋軸心模頭最佳化設計
論文名稱(外文):Optimal Design of Spiral Mandrel Die for Blown Film Process
指導教授:吳建興吳建興引用關係
指導教授(外文):Jiann-Shing Wu
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:應用化學系
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:130
中文關鍵詞:螺旋軸心模頭
外文關鍵詞:spiral mandrel die
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螺旋軸心模頭廣為應用於圓管狀產品以及高分子薄膜製造,其幾何構造上特徵在於軸心表面上有數個螺旋溝,而高分子熔膠由螺旋溝道漸流入間隙。良好的模頭設計,可增進流量均勻度和避免縫合線產生。
螺旋軸心模頭設計之幾何參數有軸心直徑、螺旋溝數目、起始溝寬、起始溝深、螺旋角、軸心傾斜角、溝道繞行圈數及間隙,其中軸心傾斜角採取兩段式的設計。本文使用二維流動數學模式並假設流體符合冪次定律以分析模頭內非牛頓流體流動,同時配合田口法分別搜尋以流量均勻度及混合度為指標的最佳形狀參數,試圖以較多幾何參數以及不同指標為設計過程中的考量,以求同時達到良好之均勻度以及混合度。
最後檢視在等溫情況下搜尋之最佳形狀參數於非等溫與等溫情況下的性能表現,同時評估加入模唇段對模頭性能的影響。
Spiral mandrel dies are widely used in the production of tubular products and polymeric films. The feature of the die is several helical grooves cut on the mandrel surface, and the melt flow from groove leak to clearance gradually. Proper die design can improve flow uniformity and to avoid occurring the weld line.
Geometrical parameters in designing the spiral mandrel die are: diameter of the mandrel, the number of helical groove, initial width and initial depth of the helical groove, the groove helix angle, overlap of helical groove, the initial gap, and the taper angle, which we introduce two-sectional design. In this article we analyze non-Newtonian fluid flow in the die. Two-dimension mathematical model is utilized, and the viscosity of polymer melt is assumed to be Power-Law model. Associated with Taguchi method, several optimal sets of die geometric parameters is searched by assessing the flow uniformity and mixing degree respectively. We consider more geometric parameters and different targets during searching process to attain both good flow uniformity and mixing degree.
Finally, performance of dies under nonisothermal condition is compared with those determined on isothermal condition. Die lips is discussed at the same time.
目錄
中文摘要……………………………………………………………….i
英文摘要……………………………………………………………..iii
誌謝…………………………………………………………………….v
目錄……………………………………………………………………vii
表目錄…………………………………………………………………ix
圖目錄…………………………………………………………………xii
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 螺旋軸心模頭之簡介………………………………………1
1.2 文獻回顧……………………………………………………2
第二章 理論及研究方法之建立………………………………………5
2.1 系統假設…………………………………………………………5
2.2 基礎理論…………………………………………………………6
2.2.1 兩無限平行板間之流動………………………………………6
2.2.2 圓管之流動…………………………………………………8
2.3 數學模式…………………………………………………………9
2.3.1 等溫情況…………………………………………………9
2.3.2 非等溫情況………………………………………17
2.4 田口法之搜尋……………………………………………………21
2.4.1 田口法之簡介………………………………………………21
2.4.2 田口法在模頭最佳化設計上的應用………………………21
第三章 結果與討論……………………24 3.1 田口法搜尋之結果………………………24
3.2 最佳設計點之改進……………………………………26
3.3 等溫狀況下之其餘考量………………………………29
3.3.1 軸心傾斜角α對模頭性能之影響…………………30
3.3.2 螺旋角θ對模頭性能之影響………………………30
3.3.3 起始溝深DEPTH對模頭性能之影響………………31
3.3.4 起始間隙GIBC對模頭性能之影響………………31
3.3.5 taper分段高度HBC對模頭性能之影響……………32
3.3.6起始溝寬WCHAN對模頭性能之影響………………32
3.3.7 overlap數NOSEC對模頭性能之影響……………32
3.4 非等溫情況之討論……………………………………33
第四章 結論…………………………………………………………36
參考文獻………………………………………………………………129
參考文獻
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