激光测速法研究高聚物流体在矩形隙缝收缩流中心线的流速分布

本文用激光多普勒测速法研究了一种硅油(牛顿流体,S)和一种硅橡胶的硅油溶液(非牛顿流体,P)在入口角是180°,60°,30°和15°的矩形隙缝收缩流中心线上的速度分布.流体(P)在切速率 γ>20s~(-1)时符合幂律到流体τ=Kγ~n,n=0.76,K=44.3 dyne·cm~(-2)·s~n,τ是切应力.测定的速度值均以隙缝中充分发展的中心线速度。v_0值归一.矩形隙缝高 0.83 mm,入口前后的收缩比是12,隙缝长/高比18.1,宽/高比14.3,入口前宽/高比1.19.流动实验在室温进行,缝壁切速率(1.7—11)×10~3 S~(-1),广义雷诺数 Re’0.21—2.2,流体(P)在收缩流入口前也没有出现涡流,在180°入口角的流动池观察到两种新现象:(1)入口前有减速区,体积流速愈大,减速愈甚,在入口前4个半缝高处出现速度极小,到入口前2个半缝高处急剧加速,造成极大的拉伸流场,到入口面收缩流的速度调整已基本完成.(2)在隙缝出口处有显著的速度上升,约为v_0值的5%.出口处发散流的速度调整在出口前1.5个半缝高处已开始,中心线速度急剧下降.入口角较小时可以显著地减小入口前的拉伸速度梯度。