内壁表面状态与粗糙度

结论先行：内壁粗糙度的主要影响在熔化侧（接触热阻），不在阻力侧。阻力侧要壁面剪应力超过临界值才通过"壁面滑移"显现 —— 常用流量下够不到。机加工钻孔未抛光的代价，主要是牺牲熔化能力。

为什么值得单独建模

挤出式热端的熔腔大多是机加工钻孔，很少抛光。而 ΔP 模型（幂律层流积分 dP/dz = 2Kγ̇ⁿ/r）隐含三条与表面状态直接相关的假设：

三条都不成立于粗糙钻孔。

以 2.85 mm 料 / φ3.2 mm 熔腔为例，料丝-孔壁环形间隙 = 175 μm。粗糙度按 Rz ≈ 4·Ra 折算成峰谷值：

工艺	Ra (μm)	Rz (μm)	Rz / 环形间隙
钻孔（差）	6.3	25.2	14.4%
钻孔（一般）	3.2	12.8	7.3%
钻孔（较好）	1.6	6.4	3.7%
铰孔	0.8	3.2	1.8%
电解抛光	0.4	1.6	0.9%
珩磨 / 磨粒流	0.2	0.8	0.5%

钻孔的粗糙峰可占间隙 7~14% —— 这个尺度上「光滑管」假设已不成立。钻孔 vs 珩磨 Ra 差 31 倍。

粗糙峰之间滞留微观气隙 → 额外热阻 R_c ∝ Ra：

h_eff = 1 / ( R_膜 + R_c )        R_c ≈ f_air · Rz / k_空气

→ Qmax 直接下降。这才是「钻孔不抛光」的真正代价。

聚合物熔体只在壁面剪应力超过临界值时才滑移，且粗糙面抑制滑移 （光滑、低表面能表面才容易滑移）：

s = s_max · exp(−Ra / Ra_ref)     仅当 τ_w > τ_c 时生效
ΔP_eff = ΔP_无滑移 × (1 − s)

→ 粗糙 ≈ 无滑移（阻力高）；抛光的收益只在超过 τ_c 的高剪切区显现。

⚠️ 反直觉点："抛光到镜面"不是无脑更好。滑移虽然降低 ΔP，但会诱发 不稳定流动 / 熔体破裂（sharkskin、slip-stick）；对螺杆/颗粒挤出更严重 —— 壁面滑移会直接破坏固体输送摩擦。

滑移阈值实测（Ra = 3.2，扫流量）：

读法：Q < 160 时，抛光对 ΔP 没有可测收益；抛光的收益全在熔化侧（Qmax +4%）。上到高流量段，抛光才额外带来 ΔP −20%。

⚠️ τ_w 必须取全场剪切最高点（喷嘴出口段）。取环形间隙段会得到 0.056 MPa、永远不触发滑移 —— 这是建模时容易踩的坑。

机理来自文献；量值未标定。 最佳标定源：机器上实测的挤出力 / ΔP。