6.8 非等温流

首先，由于平均温度纵向变化导致的熔体密度变化将改变方程(6.60)，使得质量流量（而非体积流量）保持恒定；除此之外，拖曳流分量与材料特性无关，因此也不受温度影响。必须谨记，正如第8.2节所述，即使达到稳态条件，聚合物熔体的实际温度也不同于加热器控制面板的设定温度；除非实施强力冷却，熔体温度通常会低于设定值。如第8.4节所述，除拖曳流工况外，通道深度方向上的剪切速率变化将导致非均匀剪切加热。此现象叠加螺杆前段“继承”的温度变化，将引发通道径向温度分布——通常料筒壁附近温度显著升高。料筒的定向加热将加剧此效应。由此导致的粘度偏离等温值将进一步改变速度分布——简单毛细管中的相关效应详见第4.3节。第8.4节表明，聚合物中的径向传导仅能缓慢减弱这些温度变化，但横向循环（图6.7）中的质量传递将加速该过程。因此，粘性加热与料筒传导的双重效应将降低粘度，进而使给定压力下的输出量进一步减少。当\(Q/W b h\)值降低时，该效应将急剧增强——即加热牛顿流体的输出/压力曲线将趋近于图6.26所示等温假塑性流体的特性曲线。对于假塑性熔体，加热将进一步降低输出曲线并加剧其弯曲度。

然而，输出量由速度分布曲线下的净面积决定。图6.6显示即使在拖曳流动条件下（\(Q/W b h=1/2\)），近半数输出量（44%）由料筒附近25%的通道深度区域贡献。显然施加背压时该比例会增加，若同时考虑假塑性与粘性加热效应则增幅更大，因此体积平均温度将高于径向温度分布所示值。此现象将在第8.4节讨论热流时再次提及。螺杆冷却（第9.1节）会产生极端径向温差，其效应类似于型腔深度减小，且该效应未必可逆。

纵向温度梯度将使高温区域（通常靠近模头）的粘度降低，从而进一步减小该区域的纵向压力梯度（无论\(Q/W b h\)值如何，因温度对粘度有直接影响）。梯度变化将导致压力分布变化，类似于图6.27左上部分所示。

由于螺杆间隙温度升高导致的粘度降低仅影响压力项，因此对泄漏流量的影响仅在大间隙（磨损螺杆）时显著。

熔体通道中的径向温度梯度使可靠测量变得困难（参见第246页和第358页），且工业操作人员通常无法获得必要的测量仪器。因此，与功率估算（第232页）类似，筒体温度（靠近内表面）是输出/压力估算的最佳近似值。必须根据这些温度估算等温流动方程中使用的平均粘度，该温度对应于纵向温度变化；对于锥形螺杆，可能需要进行加权以考虑通道深度的变化。与假塑性行为类似，可通过假设一系列等温区段并累加压力变化来获得更精确的近似值；该方法的有效性取决于实际熔体温度数据的准确性。