Ermittlung der Wärmeübergangszahl beim Erspinnen monofiler Fäden aus der Schmelze bei erzwungener Konvektion

Zusammenfassung

Die Wärmeübergangszahl beim Erspinnen mono filer Fäden aus der Schmelze wird für die erzwungene Konvektion aus Ergebnissen und Meßkurven, die in der Literatur veröffentlicht sind, bestimmt. In den Einrichtungen zur Fadenherstellung sind die Fäden mit Luft quer zu ihrer Ablaufrichtung angeblasen. Für solche Fäden ist die Wärmeübergangszahl ca. 1,5 mal größer als bei der freien Konvektion, wenn die unabhängigen Spinnparameter gleich sind. Die unabhängigen Parameter sind tabellarisch erfaßt.

Wie bei der freien Konvektion ist bei der erzwungenen die Wärmeübergangszahl zum Fadendurchmesser umgekehrt proportional.

Aus den Meßwerten sind Gleichungen abgeleitet und mit ihnen alle abhängigen Parameter berechnet. Als Rechnung und Messung sind die gefundenen Ergebnisse in Tabellen gegenübergestellt, und die Genauigkeit ist mit einer Fehlerrechnung nach Gauß ermittelt.

Die Fadenkühlung bei Polyäthylenterephthalat ist wie bei Polyamid 6 zur Durchsatzmengem ^0,71 umgekehrt proportional.

Mit den angegebenen Gleichungen kann u. a. der Spinnweg berechnet werden, für den sich die Fadentemperatur auf die Glasumwandlungstemperatur abgekühlt hat. Durch die Blasluft bei der erzwungenen Konvektion sind Fadendurchmesser, Differenz aus mittlerer Fadentemperatur und mittlerer Temperatur der den Faden umgebenden Luft, Fadenkühlung und Wärmeübergangszahl größer, der Spinnweg jedoch kleiner als bei der freien Konvektion. Je höher unter sonst gleichen Spinnbedingungen die Blasluftgeschwindigkeit ist, um so größer ist dieser Effekt. Diese Aussage hat allgemein Gültigkeit.

Eine Anomalie bei den abhängigen Spinnparametern, u.a. der Wärmeübergangszahl, als eine Funktion des Durchmessers der Kapillarbohrung der Düse kann nicht erwartet werden, da dieser Durchmesser keinen Einfluß auf die Fadenkühlung bei der erzwungenen Konvektion hat.

Summary

The heat transfer value when monofil fibers are spun out of the melting, is determined, in the case of forced convection, from results and graphs as published in literature on the subject. During production, the fibers are blown by air traverse to the direction of travel, and with such fibers, the heat transfer value is approximately 1.5 times greater than that in free convection, when the independent spinning parameters are equal. The independent parameters are tabulated.

As in free convection, the heat transfer value is with forced convection, in reverse proportion to the fiber diameter. Equations are derived from the measured values, with which calculation can be made of all dependent parameters. The results determined as calculation and measurement are compared in tables, and exactitude determined with the aid of an error calculation based on Gauss.

Fiber cooling in the case of polyethylenterephthalate, as with polyamide 6 in reverse proportion to the volumetric rate of dischargem ^0,71

With the equations given, the spin way can, among others, be calculated in which the fiber temperature has cooled down to the glass transition temperature. Due to the blown air in forced convection, the fiber diameter, difference from the average fiber temperature and average temperature of the air surrounding the fiber, fiber cooling and heat transition value are greater, the spin way however smaller, than with free convection. The higher the blown air speed is, under otherwise similar spinning conditions, the greater this effect. This statement is generally valid.

An anomaly in the case of the dependent spinparameters, among others the heat transition value, as a function of the diameter of the capillary bore of the spinneret cannot be expected, since this diameter exerts no influence on fiber cooling in forced convection.