啮合同向差速双螺杆挤出机挤出聚乳酸流场分析

目的:探究不同差速比的螺杆组在流道性能上的差异,明确差速对聚乳酸材料挤出性能的影响。方法:应用Solidworks软件建立4组差速双螺杆组,通过Fluent软件进行网格划分和有限元数值模拟,使用CFD-post软件分析计算结果,并对其性能进行验证。结果:当进出口压力分别为0.2,0.5 MPa,单头基准转速为30 r/min时,差速比为1∶2和1∶3的螺杆在不同性能下各有优劣,螺杆的产量和机筒内压力在差速比为1∶2时具有优势,螺杆的混合能力在差速比为1∶3时具有优势。结论:对比传统双螺杆挤出机,差速双螺杆挤出机对聚乳酸材料的挤出性能为正向影响,可作为全新的聚乳酸改性设备。

滑移条件对啮合同向双螺杆挤出过程的影响

[目的]探讨物料在机筒内壁面和螺杆表面发生的滑移现象及对同向双螺杆挤出过程的影响。[方法]利用相对运动法设计三维模型,设定不同的滑移边界条件并进行有限元模拟,通过仿真分析得到相关物理场数据,并计算其体积流率。[结果]与无滑移时相比,螺杆滑移条件下流道内压力减小,剪切速率减小,黏度增加;壁面滑移条件下,在螺杆与机筒间隙处压力减小,剪切速率减小,黏度增加,在螺杆啮合处则相反,即压力增加,剪切速率增加,黏度减小。螺杆滑移条件下的产量提升了28%,壁面滑移条件下的产量下降了62.5%。[结论]壁面滑移现象的发生有助于提升螺杆在螺杆啮合处的剪切能力,而螺杆滑移现象的发生则有利于提高同向双螺杆的挤出产量。

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。

啮合同向双螺杆挤出机中齿形盘元件不同螺杆构型的性能分析

在相同的模拟条件下 ,通过对啮合同向双螺杆挤出机中齿形盘元件不同螺杆构型的流量、回流系数、剪切速率和剪切应力的分析 ,得到混合或 (和 )输送较佳的螺杆构型 ,并分析了其原因。

啮合同向双螺杆挤出过程组合流道(捏合块+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由捏合盘和螺纹元件组合而成的流道进行了三维等温非牛顿模拟分析 ,得到了组合流道的速度场和压力场。并对螺纹元件流道、捏合块流道及组合流道的流量、回流量、拉伸速率、剪切速率及剪切应力进行了比较。

啮合同向双螺杆挤出机偏心六棱柱元件混合性能的研究

提出了一种新型的偏心六棱柱元件,并对其混合流场进行三维非牛顿等温模拟;比较了六棱柱元件和偏心六棱柱元件的混合性能,同时通过添加10%(质量分数,下同)玻璃纤维增强的聚碳酸酯共混改性实验,对两者的混合效果进行了评估和表征。结果表明,由于流场中引入了明显的拉伸流动,偏心六棱柱的分散和分布混合能力优于六棱柱元件,所制备的玻璃纤维增强材料的韧性提升超过40%,并且热变形温度提高了7℃。

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非啮合开槽螺纹元件组合流道三维流场分析

应用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出过程包括非啮合多过程螺纹元件 (NI -MPE)的组合流道进行了等温非牛顿三维流场模拟分析 ,得到了包括NI -MPE元件的组合流道的压力场、速度场、剪切速率场和剪切应力场 。

啮合同向双螺杆3种构型的模拟分析和实验研究

通过数值模拟方法对3种含捏合盘元件螺杆构型的剪切速率、停留时间和回流量等指标进行了分析,通过实验对3种螺杆构型的混合性能进行了对比。结果表明,90°捏合盘元件与反向捏合盘元件组合可以达到较好的分布混合效果,45°捏合盘元件与反向捏合盘元件的组合可以达到较好的分散混合能力,捏合段加入反向螺纹元件并不能提高分布混合能力,但可以延长停留时间。

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 。

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。

啮合同向双螺杆挤出过程六棱柱元件三维流场分析

应用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出机中的新型螺杆元件———六棱柱元件 (FTXPolygon)进行了三维等温非牛顿流场模拟分析 ,并与捏合块元件的流场分析结果进行了对比 ,得到了在相同压差下六棱柱元件比捏合块元件产率高、剪切速率场更均匀且两种元件分散混合能力相近的结论。

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。

啮合同向双螺杆捏合块元件混合效果的数值模拟分析与实验研究

对啮合同向双螺杆捏合块元件的动态流场进行了流场模拟与统计学分析,并对分析结果进行了实验验证。通过宽、窄捏合块两种螺杆元件的动态流场模拟,应用统计学分析方法计算了两种流场的停留时间分布、最大剪切速率分布以及固定百分比粒子经受的剪切速率分布随时间的变化。得出了宽捏合块元件的分散混合能力高于窄捏合块的结论,这一结论与实验结果较为一致。

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 。

啮合同向双螺杆挤出过程不同功能段的螺杆构型和整根螺杆的组合设计

介绍了啮合同向双螺杆挤出过程中不同功能段的螺杆构型和整根螺杆的组合设计。

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。