帘式涂布是在造纸行业快速发展起来的一项预计量式非接触涂布技术,能够减少断纸,节约涂料,降低成本,改善涂料覆盖效果,实现高速低定量涂布。在涂布过程中,形成横向分布均匀,性能稳定的幕帘对于获得良好的涂布效果至关重要。幕帘的形成则与涂料的流变性,涂料的表面张力,模头流道的几何形状及操作工艺息息相关。本课题采用Fluent软件对不同涂料在模头内部流场进行研究,以分析影响帘式涂布性能的因素和寻找改善涂布效果的方法。论文分别对热升华转印纸涂料、颜料涂料、热敏纸预涂涂料在帘式涂布模头内的流场进行探究。首先在剪切速率为1s^-1至20000s^-1的范围内,使用平板流变仪测试这三种涂料不同固含量及不同温度下的流变性。并采用Carreau模型对这三种涂料的流变性进行拟合,得到这三种涂料的流变参数。热升华转印纸涂料黏度随剪切速率变化较慢,低剪切速率下黏度相对较高,高剪切速率下黏度较低。热升华转印纸涂料在模头流道歧管处易产生涡流,且涡流会随着热升华转印纸涂料固含量减小,温度升高及涂布速度增大而增大。模头内压力降较大,并且会随着热升华转印纸涂料固含量增大,温度下降及涂布速度增大而增大。在不同条件下,热升华转印纸涂料在模头出口处的流速横向分布都非常均匀。颜料涂料是剪切稀化较明显的流体,低剪切速率下黏度很高,高剪切速率下黏度较低。颜料涂料在不同温度,不同固含量及不同涂布速度下,其在模头内的流场均无涡流产生。模头内压力降都较小,压力降随着固含量增加及温度下降而增大。颜料涂料在模头出口的流速横向分布由于其较大的流体流变性,易出现不均匀现象。部分情况下,在模头出口的流速横向分布均匀指数r大于了5%,涂布质量不好。热敏纸预涂的剪切稀化现象同样较为明显,但其低剪切速率下黏度相对颜料涂料较低,高剪切速率下黏度也较低。热敏纸预涂涂料在不同温度及不同涂布速度下,模头内歧管处均有涡流产生,且涡流随着温度升高及涂布速度增大而增大。模头内压力降较小。模头出口流速的横向分布不是太好,均出现模头出口中间部位流速较大的问题。但它们的均匀指数都小于5%,仍能满足涂布质量要求。通过三种涂料在模头内的数值模拟实验可知,该模头存在歧管处易产生涡流,出口会出现流速横向分布不均匀,及压力降过大等问题,说明模头流道结构存在缺陷。通过对流道结构进行优化,即在腔与狭缝连接处增加半径为10mm的倒角,将狭缝形状由狭缝间隙恒为0.4mm变为间隙由0.6mm渐变为0.4mm的形状,并将进口管半径由10mm变为12mm。模拟结果表明,歧管处涡流变小,模头内压力降明显降低,且模头出口处的涂料流速横向分布都很均匀。最后进行了验证实验。将相同条件下实际生产中模头内压力降与模拟出的压力降进行对比,结果表明,这两者变化规律一致,数值模拟结果具有一定的参考价值。