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聚合物成型时熔体在剪切力场中的行为对制品的加工与性能有着至关重要的影响,其中由粘性耗散所带来的温度变化是聚合物加工中的最为关键的因素,在高剪切作用下聚合物熔体由于粘性耗散产生大量的热量,引起温度上升及内部温度梯度,对加工会有很大的影响。我们建立了管内熔体粘性发热的模型,并求解出其在三种边界条件下近似解析解。然后使用红外温度仪测量不同聚合物熔体通过注射机喷嘴时的表面温度变化,来检验模型的解。本文计算出熔体无因次温度梯度分布及外表面的温升值,并与实验中的几种常用PE和PP及其填充料的情况进行对比,获得以下的结论: (1)无因次温度θ在管内存在径向和轴向上的某种梯度分布。其具体分布与毛细管具体所处的边界条件有关。 (2)聚合物熔体物性参数(如密度ρ、导热系数k以及热容C_p等)、管长和管内流速对θ均产生影响,被合并为管子的无因次轴向距离。但是对θ影响最大物性参数是本构方程中的非牛顿指数。非牛顿指数对θ的影响在三种边界条件下其趋势是相同的,但是影响的幅度却不同。 (3)在实验中测定的温升ΔT与模型方程的计算值随剪切速率的变化,都类似于指数在0和1之间的幂函数,但是在较低的剪切速率下两者的符合得要比在高剪切下好些。 (4)在PP填充体系的实验中,在相同的剪切速率下其温升比纯料要小,产生该现象的原因应该是,填充体系非牛顿指数n的减小,对温度上升所起的作用比粘度的增加要明显,当然也有其他物性参数变化的贡献。