啮合同向双螺杆挤出机不同螺杆流场仿真分析

根据啮合同向双螺杆几何学,运用Solid Works三维建模软件建立螺杆的实体模型。采用190℃聚乳酸熔体作为流体,通过ANSYS软件划分网格得出有限元模型,然后在Polyflow里进行仿真,分别得到了两种不同截面的螺纹元件的流场模拟结果。分析对比了压力场,速度矢量场、剪切速率场和黏度场,得出螺棱厚度对流场的影响。结果表明,I型截面螺杆的建压能力强于II型截面螺杆。II型截面的剪切能力强于I型截面的剪切能力,II型截面增强了螺杆的分散混合能力。

啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件三维流场分析

利用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出机的螺纹元件流场进行了三维等温非牛顿模拟分析。通过速度场求出了流量及回流量 ,并求出拉伸速率、剪切速率及剪切应力来衡量混合效果。得到了机筒表面和啮合区的压力分布 ,找出了螺纹的导程。

同向双螺杆挤出机的停留时间分布及填充度

The residence time distribution (RTD) evolution along a co-rotating twin-screw extruder with a split barrel was experimentally investigated by using the pre-mixed particles of polystyrene (PS) with anthracene as the tracer.The samples on the screw were taken out from the specially designed extruder, which could be dead-stopped at a given time and its barrel opened within several seconds.A three-parameter function was used to fit the experimentally measured RTD.The calculated results fit the experimental data very well.The reverse screw elements and kneading block had much longer residence time and resulted in effective mixing.Based on the average residence time of different screw zones and volume flow rate of molten PS, the fill degree in different screw zones was estimated.The fill degree results proved that the similar structure of screw elements might have different degrees of fill due to the effect of neighboring elements, and too close alignment of kneading zones might lead to ‘besiegement’ of materials in the zone between them.

同向双螺杆挤出机在聚合物脱挥中的应用研究

综述了聚合物脱挥设备的分类和基本情况,并着重介绍了双螺杆挤出机在聚合物脱挥领域中的应用、优点、国内外发展概况及发展趋势等,同时在大量工业化应用的基础上提出了切实可行的同向双螺杆挤出机脱挥工艺,并详细分析了同向双螺杆挤出机主要零部件的设计要求和设计方法。

同向双螺杆挤出机螺杆轴向力的数值模拟和实验研究

应用 POLYFLOW 软件模拟计算了组合螺杆元件在流场中受到的轴向力。模拟结果表明,轴向力随螺杆相位角的变化而波动;螺杆构型对轴向力的影响较大;操作条件会对轴向力产生影响。自行设计了拉杆应变测量系统对螺杆轴向力进行了间接测试,结果表明螺杆轴向力由机头静压力和附加轴向力组成,使用实验螺杆组合时,附加轴向力约为机头静压力的0.4～1.6倍。

啮合同向双螺杆挤出机的相似放大

首先给出啮合同向双螺杆挤出机熔体输送段相似放大方法中所用到的参量表达式,然后从混合、热平衡和综合这两方面分别进行相似放大,并分析各自的优缺点。利用W＆P公司ZSK系列混合机的设计特点和技术数据,分析了相似放大设计在实际中的应用。对大型同向双螺杆挤出机提出相似放大的准则,应是螺杆线速度保持恒定。

啮合同向双螺杆挤出过程轴向循环流道三维流场分析——轴向循环流场分析(Ⅱ)

介绍了作者在啮合同向双螺杆某一轴向位置设置一非啮合段 (且该段其中一根螺杆是反向螺纹元件 ) ,从而将轴向循环流动的概念引入到啮合同向双螺杆挤出过程中 ,并利用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出过程轴向循环流道中的非牛顿流体等温流动进行了三维模拟分析。在得出速度场和压力场的基础上 ,还对剪切速率、剪切应力及剪切粘度进行了模拟 。

同向双螺杆挤出过程中聚合物颗粒熔融问题的探讨Ⅱ:聚合物颗粒熔融的影响因素

双螺杆挤出过程中影响聚合物颗粒熔融的因素众多 ,本文针对螺杆构型和几何尺寸、运转条件及物料确定的双螺杆挤出过程 ,将影响聚合物颗粒熔融的因素归纳为六个方面 ,利用相变分数法对这些影响因素分别进行了探讨。

同向双螺杆挤出机中齿形元件的流动和混合模拟

应用POLYFLOW软件,采用三维非等温、Cross模型,对高聚物熔体在双螺杆挤出机齿形元件和断裂螺纹元件中的流动和混合过程进行了数值模拟,并用示踪粒子法研究了不同颜色粒子的流迹和停留时间、剪切速率、剪切应力、拉伸速率的分布。在此基础上,对两种元件的分布性混合和分散性混合性能进行的量化分析对比发现,与断裂螺纹元件相比,齿形元件有着弱的输送能力和建压能力,强的轴向温升能力,强的分布性混合能力和分散性混合能力。

啮合同向双螺杆挤出机中新型螺杆元件S型元件与捏合块元件的性能对比研究

应用FEM模拟计算了啮合同向双螺杆挤出机正反向螺纹组合的新型螺杆元件S型元件与捏合块元件的流场 ,考查了两种元件流场的特性 ,对比了两种元件流场的挤出特性、分散和分布混合能力。得出在相同的操作条件下 ,相同外径的S型元件和捏合盘元件相比具有相当的分散混合能力。

啮合同向双螺杆挤出机普通螺纹元件末端共混物的混合形态 Ⅰ.物料三维流动路径的计算

用有限元方法对啮合同向双螺杆挤出机的螺纹元件流场进行了三维等温非牛顿模拟分析,根据流场分析所得到的速度场,通过编程计算得到了物料在啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件中的三维流动路径。结果表明,由于存在着轴向回流,部分物料不能流出元件出口,而是从元件入口返流;物料在元件中的运动轨迹不尽相同,有的物料微元在整个流动过程中都围绕着2根螺杆以螺旋“∞”形向前运动,有的物料微元在流动过程中时而围绕1根螺杆连续旋转,时而围绕2根螺杆以螺旋“∞”形向前运动;在螺槽区,物料在螺槽的横截面内上下流动;回流物料微元数随着螺杆转速的增大、双螺杆挤出机产量的减小而增大。

螺杆组合对同向双螺杆挤出机能耗影响的研究

利用不同螺杆组合的双螺杆挤出机制备了超细碳酸钙填充聚丙烯试样,通过测量挤出机的功率来计算其能耗,并测试了试样的拉伸性能,研究了45°捏合盘厚度、塑化段捏合盘错列角、转子类螺纹元件位置及多组捏合盘连续排列形式对挤出机能耗和试样拉伸性能的影响。结果表明,45°捏合盘厚度为30 mm或45 mm、塑化段捏合盘错列角为30°或45°、转子类元件放在塑化混合段之后,均可在保持试样较高拉伸强度的条件下有效地降低挤出机能耗。多组捏合盘连续排列方式下的挤出机能耗并未大幅增加,可适用于需要高剪切物料的挤出生产。

同向双螺杆挤出机螺杆元件对PE-LD-g-MAH熔融接枝过程的影响

通过改变同向双螺杆挤出机主反应区的螺杆元件,研究了螺杆元件对由过氧化二异丙苯引发,低密度聚乙烯(PE-LD)熔融接枝马来酸酐(MAH)的接枝产物和接枝率的影响。红外光谱分析证实有部分MAH已经成功接枝到PE-LD分子链上。通过对挤出沿程4个在线取样位置样品的对比分析表明,具有高剪切性能的捏合盘元件的沿程样品的接枝率较大,熔体流动速率较小；具有高拉伸性能的S形元件能够迅速提高接枝率。

啮合同向双螺杆挤出机组合流道的熔体充满长度预测与实验研究

用Polyflow软件对φ34 mm啮合同向双螺杆挤出机中由螺纹元件和捏合盘元件组成的组合流道进行了模拟,得到了不同螺杆相位角下三维流场的压力分布;分析了设置在组合流道内的观测点压力随相位角变化的规律,对两种流量下组合流道在挤出过程中的熔体充满长度进行了预测,并对分析结果进行了实验验证。结果表明,通过流场模拟的方法可以预测组合流道在挤出过程中的熔体充满长度,其误差为7.5%。而在预测的充满长度区域,实测的观测点压力波动在预测的压力波动范围内。

啮合同向双螺杆挤出机普通螺纹元件中物料停留时间计算

采用有限元方法对啮合同向双螺杆挤出机的普通螺纹元件流动进行了三维等温非牛顿模拟计算 ,根据流场计算所得到的速度场通过编程计算得到了物料在螺纹元件中的三维流动路径 ,利用物料的三维流动路径计算结果分析了普通螺纹元件中物料的停留时间分布和平均停留时间随螺杆转速和挤出机产量的变化规律。

啮合同向双螺杆挤出过程新型混合元件——六棱柱元件实验研究

前文[1] 对啮合同向双螺杆挤出过程中的新型混合元件———六棱柱元件的流场作了三维等温非牛顿模拟 ,并将其结果与捏合块元件作了对比 ,得到了在相同压差下六棱柱元件比捏合块元件产率高、剪切速率场和剪切应力场分布更均匀 ,且两种元件分散混合能力相近的结论。本文对六棱柱元件的流场模拟结果进行了实验验证 ,证明流场模拟计算的方法可行 ,得到的结果可靠。进而利用多种有效方法 ,对六棱柱元件的挤出、混合特性进行了实验研究。实验结果表明 ,六棱柱元件比捏合块元件比能耗小、出料温度低、分布混合能力强 。

同向双螺杆挤出机中不同导程螺纹元件的流动和混合模拟

本文应用POLYFLOW软件,选用三维非等温、Cross模型,对高聚物熔体在双螺杆挤出机不同导程螺纹元件中的流动和混合过程进行了数值模拟,并用示踪粒子法研究了不同颜色粒子流线、流迹和停留时间、剪切速率、剪切应力、拉伸速率的分布。根据实验显示的各组数值,对该种元件在不同导程下的混合性能进行了量化分析对比,并得出结论。

啮合同向双螺杆挤出机普通螺纹元件末端共混物的混合形态 Ⅱ.混合形态的计算

用物料三维流动路径结合分散模型计算了螺纹元件出口处分散相液滴的直径,分析了螺杆转速、挤出机产量和液滴初始直径对末端分散相液滴直径的影响。结果表明,当液滴初始直径较大时,其集聚变化率随着初始直径的变化而变化较小;提高螺杆转速和降低挤出机产量可以提高螺纹元件的分散效果。当液滴初始直径较小时,其集聚变化率随着初始直径的变化而急剧变化;提高螺杆转速和降低挤出机产量有利于集聚的发生,分散效果较差。螺杆转速和挤出机产量的变化对末端分散相液滴直径的分布范围影响不大。

同向双螺杆挤出机螺杆组合及喂料工艺在改性塑料中的应用

分析了不同螺杆组合方式及喂料工艺对增韧ABS挤出工艺和材料力学性能的影响,并设计了一种适合于增韧ABS加工的螺杆组合方式,结果表明,通过适当的螺杆组合和喂料工艺可改善增韧ABS的挤出工艺,提高材料的力学性能。

小型同向双螺杆挤出机扭矩分配齿轮优化设计

为配合高性能同向双螺杆挤出机的开发,在对比了几种小型机齿轮传动设计方案的基础上,考虑到同向双螺杆两输出轴径向空间严重受限以及齿轮接触强度、疲劳强度等方面要求,以中心距最小为优化目标,建立了三轴式传动系统两对扭矩分配齿轮优化数学模型,并采用混合惩罚函数法编程进行了优化计算。在优化计算中,以φ35同向旋转双螺杆挤出机减速装置为例进行全面阐述,计算结果表明建立的分配齿轮优化设计模型,可为小型同向双螺杆挤出机减速分配箱的开发提供优选的设计参数。