化学纤维生产工艺设计习题：PET-POY高速纺丝工艺单

化学纤维生产过程中，生产工艺条件的合理设计，是保证生产过程顺利实施和纤维产品质量稳定的重要环节，是一个复杂工程问题。纺丝生产工艺和后加工工艺条件的设计一般由工艺技术员制定实施。本课程中作为练习题，由学生综合应用所学知识，练习设计制定生产工艺单，并课堂点评工艺单，对设计中的典型错误进行重点讲解，加深学生对化学纤维加工工艺学知识的学习理解，提高实践应用能力。

评价标准 1、能根据原料的热性能合理设定切片纺螺杆挤压机六个区的加热温度； 2、能理解纤维线密度、纺丝速度和上油率等概念，会计算线密度、泵供量和泵转速等工艺参数； 3、能应用纺丝热力学知识，合理设定冷却吹风工艺参数； 4、能应用卷绕原理，计算横动速度、卷绕速度等卷绕工艺参数。能从上述四点分析、计算工艺参数，满分100分。理解2/3以上内容的可及格。

复杂工程问题习题: 根据销售计划，15E8生产线生产268dtex/72f POY，纺丝速度3200m/min，卷绕丝满卷重量12kg。设定POY的上油率为0.40%，油剂乳化液浓度为12%，油剂乳化液密度假设为1.00 g/cm3。聚酯熔体密度为1.3 g/cm3。已知生产线上现有纺丝计量泵规格为2.4cc/r，油剂泵规格为0.06 cc/r；选用恒逸生产的聚酯原料切片，其特性黏度为0.64dl/g，熔点为260℃，干切片含水率小于50ppm。请根据上述条件，模拟制定出PET-POY高速纺丝生产工艺单，并应用相关理论知识，简要说明纺丝温度、计量泵转速、喷丝板规格选用、冷却吹风、横动速度和卷绕速度等工艺参数设计的依据。工艺单内容如下：项目单位设定值项目单位设定值规格 POY dtex/f 卷绕上导丝盘 m/min DTY dtex/f 下导丝盘 m/min 原料切片生产厂横动速度 m/min 黏度干扰频率次/分熔点 ℃ 干扰幅度 % 水分 % 卷绕速度 m/min

纺

丝螺杆挤压机一区温度 ℃ 丝卷重量 Kg 二区温度 ℃ 卷绕时间 min 三区温度 ℃ 四区温度 ℃ 油剂泵上油率 % 五区温度 ℃ 乳液浓度 % 六区温度 ℃ 油泵规格 ml/r 纺丝熔体温度 ℃ 油泵转速 r/min 联苯温度 ℃ 过滤器出口压力 MPa 纺丝泵泵供量 g/min 切换压力 MPa 规格 ml/r 转速 r/min 纺丝组件滤材预热时间 hr 侧吹风风压 Pa 预热时间 hr 风速 m/sec. 起始压力 MPa 温度 ℃ 喷丝板相对湿度 %

内容：PET-POY高速纺丝生产工艺单

项目单位设定值项目单位设定值规格 POY 268 dtex/72f 卷绕满卷重量 12 kg 上导丝盘 3200 m/min 下导丝盘 3200 m/min 原料切片恒逸生产横动速度 100 m/min 黏度 0.64 dl/g 干扰频率 0 次/分熔点 260 ℃ 干扰幅度 0 % 水分 <50 ppm 卷绕速度 1000 m/min

纺

丝螺杆挤压机一区温度 280 ℃ 丝卷重量 Kg 二区温度 290 ℃ 卷绕时间 min 三区温度 295 ℃ 四区温度 290 ℃ 油剂泵上油率 0.40% 五区温度 285 ℃ 乳液浓度 12% 六区温度 280 ℃ 油泵规格 0.06 cc/r 纺丝熔体温度 295 ℃ 油泵转速 40 r/min 联苯温度 100 ℃ 过滤器出口压力 0.5 MPa 纺丝泵泵供量 2.4 g/min 切换压力 0.6 MPa 规格 2.4 cc/r 转速 100 r/min 纺丝组件滤材 PET 预热时间 2 hr 侧吹风风压 3000 Pa 预热时间 2 hr 风速 20 m/sec. 起始压力 0.3 MPa 温度 25 ℃ 喷丝板规格 48Hole/inch/inch 相对湿度 40%

工艺参数设计说明：

纺丝温度：根据PET的熔点和热性能，确定了一区至六区的温度分布，以保证熔体在螺杆挤压机中充分熔化。
计量泵转速：根据纺丝速度和线密度计算得到泵供量，再根据计量泵规格选定转速。
喷丝板规格选用：根据纺丝线密度和销售规格选用48Hole/inch/inch的喷丝板，以保证纤维线直径均匀。
冷却吹风：根据纤维线的热力学性质，设定侧吹风风压和风速，以便迅速冷却纤维线，避免发生拉丝和断丝现象。
横动速度和卷绕速度：根据制品满卷重量和卷绕时间，计算出每分钟需要卷绕的长度，再根据横动速度和卷绕速度确定卷绕筒的转速，以保证纤维线均匀卷绕。