基于数值模拟的静态混合器混合性能对比

构建长度、直径相同的SK、SX型静态混合器,利用Polyflow软件模拟低密度聚乙烯(LDPE)熔体在静态混合器内的流动情况,得到2种静态混合器的示踪粒子分布图、压降、分离尺度等参数,分析了流量对压力和分离尺度的影响,以及分离尺度下降一半,2种静态混合器所需的压降和流程长度。结果表明,随流程长度的增大,SX型静态混合器的粒子分布更加均匀,分离尺度更小,在出口处分离尺度约为SK型的1/3;当流量增至初始值的10倍时,SK和SX型的压降分别增至原来的7.4和4.7倍,两者出口处的分离尺度分别变化了8.3%和60%;随着混合过程的进行,分离尺度每下降1/2,所需压降及流程长度逐渐增大。

不同排列角度SX型静态混合器的数值模拟

利用Solidworks软件构建了3种不同排列角度的SX型静态混合器,利用Polyflow软件模拟了熔体在静态混合器内部的流动情况,通过示踪粒子法分析了静态混合器的混合效果,并采用后处理软件Polysat重点分析了不同排列角度静态混合器的压降、停留时间及混合效果。结果表明,在一定范围内,随着相邻混合元件排列角度的增加,当熔体流经混合元件时,横向速度增大;当混合元件排列角度增加时,使熔体分割与合流的次数发生了改变,随着分割次数的增加,示踪粒子在管道中的停留时间延长,其中,Ⅲ型的粒子停留时间与Ⅰ型相比延长0.5 s;通过计算示踪粒子在出口界面处粒子的分布情况,Ⅲ型示踪粒子的方差值约为Ⅰ型的0.16,具有更好的分散与混合效果。

不同结构静态混合器内熔体流动及混合效果的数值模拟

构建长度、直径相同,但具有不同扭曲率、分割次数的3种静态混合器,然后利用Polyflow软件模拟低密度聚乙烯(HDPE)熔体在静态混合器内的流动情况,得到熔体在静态混合器内的速度场、压力场、停留时间、分离尺度等参数,并通过分析示踪粒子在静态混合器内的分布情况,表征其混合效果。结果表明,扭曲率大的静态混合器,压降较大、横向速度分量较大、分离尺度较小、混合效果更佳;而分割次数多的静态混合器,压降增大,但是分割次数对横向速度、混合效果的影响较小。