基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法及设备技术

本公开实施例中提供了一种基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法及设备，属于测量技术领域，具体包括：根据粘性流体三维不可压缩流动方程，计算样本聚合物在矩形狭缝流道内的速度分布方程；根据速度分布方程计算矩形狭缝流道对应的粘度计算公式；采集矩形狭缝流道内待测聚合物的目标参数；将压力降、体积流量和非牛顿指数代入粘度计算公式，得到待测聚合物的粘度值。通过本公开的方案，根据粘性流体三维不可压缩流动方程简化得到速度分布方程并求解得到对应的粘度计算公式，然后采集矩形狭缝流道内代缴聚合物的目标参数，代入公式得到待测聚合物的粘度值，提高了矩形狭缝的微尺度聚合物粘度检测的适应性、测量效率和测量精度。量精度。量精度。

【技术实现步骤摘要】
基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法及设备


[0001]本公开实施例涉及测量
，尤其涉及一种基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法及设备。

技术介绍

[0002]目前，随着微注塑成型技术的广泛应用，数值模拟方法研究微注塑成型中充模流动与预测微注塑成型质量已成为趋势。在进行充模过程数值模拟仿真时，微尺度(特征尺寸为微米级或重量为毫克级)聚合物材料粘度的描述一定程度上影响着模拟结果的准确性，即聚合物材料的流变本构方程影响着仿真结果。但实验发现聚合物熔体在微流道的流动特性与宏观尺度下不同，主要原因是型腔或流道特征尺寸及表体比较大。因此，宏观测得的粘度数据不能直接用来描述微尺度下熔体的粘度特征。而现有的测量方法大多是在某一特定的温度、压力环境下测试结果准确且能测量的聚合物规格都是无法调整的，但是对于微注塑成型过程中，聚合物熔体充模时的速度场、应力场以及温度场的分布均是动态的且都会对剪切粘度造成影响。
[0003]可见，亟需一种适应性、测量效率和测量精度高的基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开实施例提供一种基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法及设备，至少部分解决现有技术中存在适应性、测量效率和测量精度较差的问题。
[0005]第一方面，本公开实施例提供了一种基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法，包括：
[0006]根据粘性流体三维不可压缩流动方程，计算样本聚合物在矩形狭缝流道内的速度分布方程；
[0007]根据所述速度分布方程计算所述矩形狭缝流道对应的粘度计算公式；
[0008]采集所述矩形狭缝流道内待测聚合物的目标参数，其中，所述目标参数包括压力降、体积流量和非牛顿指数；
[0009]将所述压力降、所述体积流量和所述非牛顿指数代入所述粘度计算公式，得到所述待测聚合物的粘度值。
[0010]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据粘性流体三维不可压缩流动方程，计算样本聚合物在矩形狭缝流道内的速度分布方程的步骤之前，所述方法还包括：
[0011]以所述矩形狭缝流道任一端点为原点建立笛卡尔直角坐标系，其中，所述矩形狭缝流道的截面宽为x轴，所述样本聚合物在所述矩形狭缝流道中流动方向为y轴，流动平面法线方向为Z轴。
[0012]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述根据粘性流体三维不可压缩流动方程，计算样本聚合物在矩形狭缝流道内的速度分布方程的步骤，包括：
[0013]计算所述样本聚合物在所述矩形狭缝流道内流动时的控制方程，其中，所述控制方程包括连续方程、动量方程和本构方程；
[0014]根据所述笛卡尔直角坐标系转换所述连续方程、所述动量方程和所述本构方程，得到所述速度分布方程。
[0015]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述速度分布方程为其中，h为所述矩形狭缝流道厚度，L为所述矩形狭缝流道长度，k为一致性系数，n为非牛顿指数，ΔP为压力降。
[0016]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述粘度计算公式为其中，τ
real
为所述待测聚合物在所述矩形狭缝流道内的真实剪切应力，为所述待测聚合物在所述矩形狭缝流道内的真实剪切速率，Q为所述待测聚合物在所述矩形狭缝流道内流动时的体积流量。
[0017]根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述采集所述矩形狭缝流道内待测聚合物的目标参数的步骤，包括：
[0018]当所述待测聚合物在所述矩形狭缝流道内流动时，采集所述矩形狭缝流道的外壁上两个测点的压力值，得到所述压力降；
[0019]采集与所述矩形狭缝流道连接的注塑机的柱塞移动速度，并根据所述柱塞移动速度计算所述体积流量；
[0020]根据所述待测聚合物对应的体积流量和压力降，得到所述待测聚合物的非牛顿指数。
[0021]第二方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：
[0022]至少一个处理器；以及，
[0023]与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0024]该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法。
[0025]第三方面，本公开实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法。
[0026]第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，该计算机程序包括程序指令，当该程序指令被计算机执行时，使该计算机执行前述第一方面或第一方面的任一实现方式中的基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法。
[0027]本公开实施例中的基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方案，包括：根据粘性流体三维不可压缩流动方程，计算样本聚合物在矩形狭缝流道内的速度分布方程；根
据所述速度分布方程计算所述矩形狭缝流道对应的粘度计算公式；采集所述矩形狭缝流道内待测聚合物的目标参数，其中，所述目标参数包括压力降、体积流量和非牛顿指数；将所述压力降、所述体积流量和所述非牛顿指数代入所述粘度计算公式，得到所述待测聚合物的粘度值。
[0028]本公开实施例的有益效果为：通过本公开的方案，根据粘性流体三维不可压缩流动方程简化得到速度分布方程，然后根据速度分布求解得到对应的粘度计算公式，然后采集矩形狭缝流道内代缴聚合物的目标参数，代入公式得到待测聚合物的粘度值，提高了矩形狭缝的微尺度聚合物粘度检测的适应性、测量效率和测量精度。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0030]图1为本公开实施例提供的一种基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法的流程示意图；
[0031]图2为本公开实施例提供的一种基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法涉及的笛卡尔直角坐标系下的矩形狭缝流道示意图；
[0032]图3为本公开实施例提供的一种基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法涉及的非牛顿指数对聚合物熔体的流速分布影响示意图；
[0033]图4为本公开实施例提供的一种基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法涉及的非牛顿指数对聚合物熔体的剪切速率分布影响示意图；
[0034]图5为本公开实施例提供的电子设备示意图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
[0036]以下通过特定的具体实例说明本公开的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于矩形狭缝的微尺度聚合物粘度在线检测方法，其特征在于，包括：根据粘性流体三维不可压缩流动方程，计算样本聚合物在矩形狭缝流道内的速度分布方程；根据所述速度分布方程计算所述矩形狭缝流道对应的粘度计算公式；采集所述矩形狭缝流道内待测聚合物的目标参数，其中，所述目标参数包括压力降、体积流量和非牛顿指数；将所述压力降、所述体积流量和所述非牛顿指数代入所述粘度计算公式，得到所述待测聚合物的粘度值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于,所述根据粘性流体三维不可压缩流动方程，计算样本聚合物在矩形狭缝流道内的速度分布方程的步骤之前，所述方法还包括：以所述矩形狭缝流道任一端点为原点建立笛卡尔直角坐标系，其中，所述矩形狭缝流道的截面宽为x轴，所述样本聚合物在所述矩形狭缝流道中流动方向为y轴，流动平面法线方向为Z轴。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于,所述根据粘性流体三维不可压缩流动方程，计算样本聚合物在矩形狭缝流道内的速度分布方程的步骤，包括：计算所述样本聚合物在所述矩形狭缝流道内流动时的控制方程，其中，所述控制方程包括连续方程、动量方程和本构方程；根据所述笛卡尔直角坐标系转换所述连续方程、所述动量方程和所述本构方程，得到所述速度分布方程。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于,所述速度分...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旺青，赵百顺，陆近，蒋炳炎，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：