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理解哈根-泊肃叶公式

  • 2021.12.28 16:13:59
  • 米思米
  • 8348

  在塑料注塑模具中,可以观察到许多涉及到流体的物理现象,例如加热熔化的树脂材料、冷却水、压缩空气、液压油以及从型腔中排出的气体等。

  流体不仅包括水和油,还包括空气和树脂。流体含有能量,但在流动过程中,由于摩擦等原因失去能量,最终变为无法流动的状态。这种物理现象已经在流体力学中得到了相当充分的阐明。

  在本期中,让我们来探讨一下,当粘性流体流过圆管时,会失去多少压力?(这被称为压降)。

  有一个公式(公式 1),专门用于预测流体在具有圆形横截面的管路(例如,管道或模具的冷却水孔)中的位置1和位置2之间流动时,会损失多少压力。

 

p1-p2=32×μ×umean/D2   (式1)

 

(公式1)被称为哈根-泊肃叶公式(Hagen-Poiseuille)。

 

p1:位置1上的压力(MPa 或 kgf/cm2
p2:位置2上的压力(MPa 或 kgf/cm2
μ:流体的粘性系数(kgf・sec/m2
mean:圆管中心位置的流速(m/sec)
D:圆管直径(m)

 

从哈根-泊肃叶公式考察的内容整理

  1、压降与圆管直径的平方成反比。根据流道直径、冷却水孔直径以及压缩空气孔直径的不同,损失的压力会有很大差异。

       直径φ5mm的孔变为φ10mm,则压降变为5×5=25 :10×10=100,相差25:100=4倍之多。

  2、压降与流体的粘度系数成正比。塑料材料的粘度随树脂温度而变化。树脂温度下降1时粘度系数会产生多大的变动,一般来说,树脂温度下降时,粘度系数增大,流动阻力会随之增大。由此就可以理解,低压成型时为什么必须让树脂在温度不会降低过多的状态下,在流道、浇口和型腔中流动。

  3、压降与流体的流速成正比。因此,在注塑成型中,提升充填速度就会导致流动阻力升高。必须以适当范围内的充填速度进行成型。

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