孔芯式聚合物熔体冷却器是针对聚合物熔体的特性而开发的一种新型的高效、紧凑型换热器。其结构简单,主要换热部分为孔芯件。相较于常规换热器如:管壳式换热器、板式换热器等,它的主要优点有:换热面积大、密封性能好、工作压力高、传热效率高、熔体压力损失小、出口物料均匀性好。孔芯式聚合物熔体冷却器的最大特点在于其主要部件孔芯件的设计,孔芯件内冷热流体的流道在圆筒状的孔芯件内呈错位十字排布,这样可以完全的将冷却油和聚合物熔体分隔开来,密封性能得到很大的提升。此外,孔芯件与换热器其他部分联接均采用螺栓和密封圈,易于拆卸,这样方便后续的维护和修理。通过特征数和实验法求得熔体的对流传热系数,然后用类比法求出金属热阻,最后得到孔芯式聚合物熔体冷却器的总传热系数方程。此外,使用压力梯度的方法计算得到单个熔体孔的压降与模拟所得压降误差在20%以内,表明计算方法与模拟结果较为准确。孔芯件内聚合物的熔体孔和冷却油的流道除了空间结构上的制约以外并没有直接的联系,属于两个独立的系统。为增大冷却油的对流传热系数,分析出影响冷却油对流传热的参数有三个:冷却油流道层数、冷却油流道折回次数和冷却油流速。通过设计DOE试验,来探究冷却油侧的这三个因素对换热器性能的影响。实验结果表明,增加冷却油流速、增加冷却油流道层数和增加冷却油折回次数对冷却油的对流传热系数都有积极影响,其中冷却油的折回次数和冷却油流道层数对对流系数的影响要远高于冷却油流速对其的影响。充分考虑经济效益,使用VB6.0软件设计了冷却油所使用的油温机选择程序,为油温机的选型提供指导意见。影响熔体侧的对流传热系数的参数分别为熔体孔直径、熔体孔长度和聚合物产量。而这些参数的本质则是热边界层的厚度和热边界层入口段长度对熔体的对流传热系数的影响。通过DOE实验来进行探究,得知熔体孔直径和长度的增加都会使孔芯式聚合物熔体冷却器的总传热系数的下降,影响换热效果。然后经过综合分析换热面积、压降、出口熔体的温度均匀性和熔体出口温度得到,使用PP物料时熔体孔最佳直径为7mm,使用PS物料时,熔体孔最佳直径为5mm。