当涉及到型腔的方形平板和排管道时气体辅助注塑成型的流向分析(一)

当涉及到型腔的方形平板和排管道时气体辅助注塑成型的流向分析
 1 .理论流动模型及其准则
 Kwang-Hee Lim
Department of Chemical Engineering, Daegu University, Kyungsan, Kyungbook 712-714, Korea (Received 28 February 2004 . accepted 7 August 2004)
摘要：在这样一个复杂的情况下，由于型腔的两方板连接至型腔组成的四个同样长度和不同直径管道以串联和并联方式连接，其抗药性的型腔的两方板应结合管道，以确定气体辅助注塑成型的气体的方向 。在该流模型的牛顿流体先前提议下扇形几何包括相对薄腔两方板时和。不过，有人可能会经常遇到的问题是比较厚的扇形腔两方板在可能是和其中之一。该法则包括第一阶近似流模型由摄动技术引入显示，在定性方式中，根据前列几何学，阻力对厚腔的两方板有没可能影响气体方向气辅注塑。随后，在各种模拟演示下，除了直径的管道，各方面条件的型腔的两方板和管道固定。模拟结果进行比较，结果的经验法则（RT1）载有近似流模型，而那些在另一法则（RT2）的厚腔的两方板相对无阻力。模拟的结果大体上是一致的，前者在定性的方式下来确定气体的方向气体辅助注射成型，即使一个比较大的值0.36也应作为ε值来形容相对厚腔的两方板。此外，型腔的管道和流道参与配置时的情况处理。该法则用于初始速度的比例，和在第一次变化时重新计算直径的比例，与模拟结果是相对一致的。
关键词：气体辅助注塑成型，经验法则，首选方向的气体，最小阻力，初步树脂速度
引言
 在气体辅助注塑成型（气辅注塑）过程中 ，应先计算气体的流动方向。如果气体在一个错误的方向发展，许多问题有可能发生，包括一种现象"打击"和另一种现象"渗透到薄壁地区" 。如果气体没有进入到那里，这是预期的一个问题，叫缩水现象。控制气体的方向是最关键的问题之一在各个技术方面。
 许多研究者[Chen，1995；Khayat et al.，1995；Chen et al，1996a，b；Gao et al.，1997；Shen，1997，2001；Parvez et al.，2002]调查初级和中级气体的普及程度，在气辅注塑中气液界面和聚合物熔体的前沿方面。Chen[ 1995 ]实验的调查，在实验研究和数值模拟中气辅注塑的螺旋管中二手气体普及率。khayat[1995]的模拟主要是气体穿透阶段的气辅注塑过程中使用欧拉边界元法。Chen et al, [1996a，b ]中，研究气体和熔体流动对气辅注塑影响，对设计薄板/斜支架部分与气道与数值模拟中采用控制体积/有限元法。Gao et al,[ 1997 ]制定了一个数学模型，能够预测气体穿透使用多注气单位。Shen[ 1997 ]开发的模型在气辅注塑中预测气液界面和聚合物熔体前沿的广义牛顿流体。后来Chen[ 2001 ]研制出一种算法的商业软件来预测聚合物熔体前沿，气体层和固体层气辅注塑。Pavrez et al,[ 2002 ]进行了计算机模拟,在气辅注塑过程中使用的模具流与商业软件其结果进行了比较，与实验结果相吻合。然而，他们的做法不能被视为一条经验法则，但是在气辅注塑中数值模拟演示中，利用控制体积/有限元法或边界元法，却很接近了商业软件的道路。
 这是一个众所周知的经验法则，先决条件为气体流量，是存在的一项填补地区或短期开枪的时刻注气。"气去的方向上树脂填补区" ，是许多气辅注塑工程师和模具/部分设计师的一件很平常的声明。一旦这项填补地区是存在的，气体流量就会朝此方向发展。但是，当一个以上的地区存在时，模具设计工程师利用气辅注塑技术填补树脂。商业软件的气辅注塑（例如，模具流） ，可用于它的模具设计以确定向那个方向的气体。不过，商业软件一般昂贵，而且有时是很难熟悉的词汇。本文的目标是提出一个经验法则来预测气体方向气辅注塑重要的信息。当存在一个以上的未填充区域和这些通路的竞争方向的气体，人们一直相信，气体首选方向的阻力最小。换言之，在注射阶段，气体通常需最小的方向流动阻力，以赶上与熔体前沿[Chen et al，1996a ，b ]。因此，“气流动的方向阻力最小”已成为气辅注塑专家的另一种较常见的声明。该经验法则的气体流量为气辅注塑已被调查[Lim and Soh，1999； Soh， 2000； Soh and Lim，2002； Lim and Lee，2003；Lim，2004a，b；Lim and Hong，2004]；仿真软件已被用来验证气体方向的预测。Soh[ 2000 ] 根据压力降的要求，为抵抗气体方向，用压差要求作为一个变量，使抵抗的气体流量成正比，保持速度，使得两边一致。经比较压力下降的双方，气体方向使预测到的一边气压下降。在复杂的形势下，这种方法是难以适用的。Lim和Soh[ 1999 ]假定压力的区别，气体注射点和适当的宣泄地区在双方保存完好的模具是平等的。因此，压力下降时，双方都等同比较热阻和预测天然气方向发展。如果阻力在句中"气体流动的方向阻力最小" ，是流动阻力利率，这一说法并不总是正确的。在气辅注塑中预测的气流方向，流动阻力利率不能是一个标准。Soh[ 2000 ]定性认为处理的特殊情形时，根据几何这两个同组不同的管道在一系列位于平行相连，使抗流率为双方造成同一流量。Soh和Lim [ 2002 ]建议阻力的定义，根据最简单的几何形状，两个不同的管道连接在一个连接点，以速度来预测天然气的首选方向。但是，如果有复杂几何形状的参与，改变融化树脂的速度是不可避免的。因此，作为一个经验法则，一个较精密的定义，抗性速度应该建立起来。在这种复杂形势下，作为流道或厚腔的两方板连接至型腔组成的相同长度和不同直径四个管道连接串联和并联，Lim和Lee[ 2003 ]提出了发展观的一个标准，根据最近的几何学，预测中气辅注塑的气体流动方向由于阻力的管道初始速度的聚合物熔体到达气体注射点。
 Lee[ 2004 ] 为稳流通过一个普通扇形腔形成的两平行平板提出了一个新的方程来描述压降要求。然后定义产生抗性的初始速度，提出了作为一个经验法则，采用所建议的经验法则比较仿真结果由这样的一个商业软件作为模具流与那些处理方向的气体流量。Lee和Hong[2004 ]首先表示建模代数对气辅注塑过程中所使用的两个质量平衡的树脂，在审议包覆层包括冻结层和流体力学层留下近模壁和方程描述压力降的要求，以预测时间依赖的长度气体穿透之间的气体注射点和流道气液界面。Lee[ 2004 ]运用模型对气辅注塑过程各种几何形状的模腔，包括两个方形平板以及一个集管道， Lee和Hong [2004 ] 先前所建议。
 
 图 1   流通过小组之间的领域扇形几何,熔融聚合物液体送入模具在压力下和流出模具的在压力下。
 在本文中，根据Lim和Lee[ 2003 ]查处一起的预测几何表示，作者应结合起来阻力腔的两方板与管道，以确定气体的方向。在流量模型的牛顿流体先前提议下扇形几何包括相对薄腔的两方板时和 [Lim，1999，2004a ]。不过，有人可能会经常遇到的问题是比较厚腔之间的两方板在的和是其中之一。对于这些条件，根据前面，几何及模拟结果应与经验法则的结果，为双方的条件第一阶近似流模型和首要法则应引入查看是否有抵抗的比较厚腔的两方板，可能会影响气体方向气辅注塑。
方法
1  理论
 不可压流体，连续性方程在圆柱坐标变为：
                                                      (1)
当假定为零速度。
 忽略重力,动量方程为牛顿流体，就变成：
   （2）
      （3）
为了比较每任期环境质量的标准大小顺序, （1）至（3）,一个可能使这些方程因次。
 作为压力扇形几何的特征（图一），平衡力间（随机选择的和）和，可近似表达为：
                 （4）
是顶角的扇面形径向流，而不仅平均速度的和，而且表示速度特性研发方向。
 在图1，对应的压力在气体辅助注塑成型起主导作用的熔体相阵线和底模具适当的排气面积，微不足道的假定到，使。
因此情商（4）可减少到：
                          （5）
 设置作为，变成 也就是 。
因此，特征压力，可能被设置为，令无维的压力P变成这种方式。进一步因次变量是：  和
其被选定为和是被定为
然后提供连续性和动量方程进入无维的形式如下：    （6）                                 
               （7）

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