啮合异向双螺杆挤出机中螺杆端面结构参数对聚乳酸流场的影响

目的:探究啮合异向双螺杆挤出机中螺杆构型的改变对聚乳酸流场的影响。方法:通过Solidworks软件建立异向双头螺纹元件的理论模型和经两种不同方式调整结构参数后的螺纹元件几何模型,将建立的三维模型导入Gambit软件进行网格划分,再应用Polyflow软件进行流场模拟计算,最终借助Fieldview软件提取流场分布结果,对比分析修正时螺纹元件端面上结构参数的调整对剪切速率场、黏度场和速度场的影响。结果:修正时螺纹元件的结构参数经两种方式调整后均会对聚乳酸流场造成影响;两种对结构参数的调整方式均在不同程度上减小了流道内的剪切速率梯度,方式一还造成了流道内聚乳酸的黏度降低。结论:从对剪切速率场、黏度场和速度场的影响上看,经方式一调整后的螺纹元件更有利于挤出,而经方式二调整后的螺纹元件实体构型更贴近螺纹元件理论构型。

螺杆构型对啮合异向双螺杆流场影响的仿真分析

以聚乳酸(PLA)为例,讨论异向双螺杆挤出机3种不同螺杆构型(阴阳转子螺杆头数比分别为2∶2、3∶2、4∶2)下的流道分布规律。依据理论端面曲线方程在Solidworks中创立上述3种不同螺杆构型的三维模型,使用Workbench软件对3种螺杆构型进行网格模型的建立,再使用Polyflow流体仿真软件进行模拟实际流场情况,得到后处理结果,使用后处理分析软件FieldView进行最终结果的分析;研究PLA流体的在不同螺杆构型下的压力、剪切速率以及黏度。同时使用Polystat统计模块对停留时间分布曲线RTD以及分布混合特性进行对比研究。结果表明,在螺杆转速为60 r/min和阳转子螺杆头数一定的条件下,随着阴转子螺杆头数的增加,压力波动减小,剪切作用提高,停留时间增加,分布效果提高,有利于材料的输出和混合。

啮合异向双螺杆挤出过程熔体输送段常规螺纹元件3D流场分析

作者对啮合异向双螺杆挤出过程常规螺纹元件在充满熔体情况下的三维、等温、非牛顿流场进行FEM计算模拟的研究结果。所建物理模型包括螺槽区、啮合区和四个间隙 ;边界条件为真实的速度和压力边界条件 ;借助AN SYS有限元求解器进行流场计算 ,得到计算域的速度场、压力场和粘度场 ;利用以上流场计算结果 。

啮合异向双螺杆挤出机中捏合块元件对PE-HD/PS不相容体系混合效果的研究

在常规啮合异向双螺杆挤出机上引入不同错列角和不同捏合盘厚度的捏合块元件,将其用于高密度聚乙烯/聚苯乙烯(PE-HD/PS)不相容体系的混合,观察混合体系的相态并分析分散相的粒径。结果表明,增加捏合块元件后啮合异向双螺杆挤出机的分散混合能力得到了提高;捏合块的错列角和捏合盘的厚度对PE-HD/PS不相容体系分散相PS的重均粒径和粒径分布指数有较大影响。

啮合异向旋转双螺杆三维实体造型研究

从啮合异向旋转双螺杆相对运动原理及其截面形状的几何造型方程入手 ,借助CAD的VBA三维造型及计算分析功能 ,分析研究了螺杆理论端面曲线所生成的三维实体模型与实际螺杆的差异 ,找出其中的关系 ,方便有效地使螺杆的三维实体造型与实际螺杆相符 。

啮合异向双螺杆不同螺纹元件的数值模拟及其制备PP阻燃电缆的研究

首先应用 POLYFLOW 软件对啮合异向双螺杆常规三头螺纹元件和 VCR(Various Clearances Rotors)元件进行流场模拟。通过对剪切速率场、压力场、平均剪切速率分布、平均压力分布、停留时间分布、最大剪切速率概率密度分布的对比研究,发现 VCR 元件和常规三头螺纹元件均有较好的混合能力。分别用带有这两种元件的螺杆组合对PP 阻燃材料进行挤出实验,制得了力学性能较好的样条,实验结果与模拟预期的结论基本一致。

啮合异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(Ⅲ)

介绍了作者在啮合异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输送元件 ) ,从而将轴向循环流动的概念引入到啮合异向双螺杆挤出过程中 ,并利用ANSYS有限元分析软件对啮合异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的三维模拟分析 ;在得出速度场和压力场的基础上 ,对剪切速率、剪切应力及剪切粘度进行了模拟 ,并将各模拟结果与未引入轴向循环段的啮合异向双螺杆挤出过程常规螺纹元件流道的模拟结果进行了比较。

啮合异向双螺杆挤出过程停留时间分布实验研究

通过对啮合异向双螺杆挤出过程常规螺纹元件螺杆组合及引入轴向循环段的螺杆组合停留时间的实验研究 ,分析了轴向循环段的引入对啮合异向双螺杆挤出过程停留时间及其分布的影响。

不同温度状态下啮合异向双螺杆挤出机的流道分布规律

为探索等温与非等温状态下啮合异向双螺杆挤出机的流道分布规律,采用Solidworks三维建模软件建立啮合异向双螺杆的物理模型,在Polyflow分析软件中进行相应的数值模拟。结果表明:在等温问题中,随着双螺杆转速的增加,出口方向上的压力、黏度、剪切速率变化趋势不同;在非等温问题中,挤出方向从入口到出口温度呈线性增加的趋势,并且沿着径向向外的方向,温度逐渐增加。

用解析法近似描述啮合异向双螺杆熔体输送行为

从简化模型出发，参照已有的流速分布数值计算，求出了Ｃ形小区内熔体流速分布的近似解析解，并由此导出了熔体输送段中的轴向力、扭矩、功耗和比功耗的计算式。和数值计算相比，由于其具有解析形式，因而直观地反映了熔体输送特性参数与其它有关参数间的关系，便于实际运用。

基于ANSYS的啮合异向旋转双螺杆反应器三维流场数值模拟

利用ANSYS/CFD程序对双螺杆反应器异向啮合螺纹元件进行了三维等温非牛顿流场分析,求出了无物料在反应器中的速度和压力分布规律以及螺杆特性曲线的分布。计算结果表明,在螺棱处,在啮合区的物料具有较大的压力梯度和速度梯度;流量和螺杆转速成正比,流量和流道两端的压差成反比。

同向双螺杆和异向双螺杆对聚乳酸挤出过程的影响

探讨了同向双螺杆和异向双螺杆对聚乳酸(PLA)挤出过程及挤出物性能的影响。在相同结构参数下建立同向双螺杆和异向双螺杆的端面曲线,由端面曲线生成的三维模型进行网格划分,将网格模型导入Polyflow软件中设定边界条件并添加示踪粒子后进行仿真分析,使用Fieldview后处理软件将仿真数据中的物理场进行可视化分析,并对示踪粒子在流道中的轨迹进行研究。结果表明,在对PLA的挤出过程中,同向双螺杆流道内的压力相对稳定,异向双螺杆流道内出现局部高压现象;PLA在同向双螺杆挤出过程中示踪粒子的停留时间更短,分布指数、分离尺度更小,即分布混合能力更强,挤出料的拉伸强度高;异向双螺杆挤出过程中物料受到的剪切、拉伸作用更大,经历最大剪切应力的粒子占比较多,即分散混合能力更强,挤出料的冲击强度高,黏度更低。因此,同向双螺杆能提供相对稳定和高效的挤出过程,挤出过程快,分布混合更加均匀;异向双螺杆建压能力、剪切能力、分散混合能力更强,能够提高挤出物料的产品质量。

异向旋转啮合型双螺杆挤出机稳定挤出和排气的控制方法

分析了加料量、螺杆转速、机头压力以及充满率等操作变量对异向旋转啮合型双螺杆挤出机排气性能的影响，并在实验的基础上提出了正常排气操作的控制方法．

不同螺槽深度下异向双螺杆挤出机流道仿真分析

目的:讨论聚乳酸在异向双螺杆挤出机不同螺槽深度下的流道分布规律。方法:使用Solidworks软件建立3种不同螺槽深度的螺杆元件及其对应的流道模型,运用Polyflow流体仿真软件进行数值模拟,借助FieldView软件对后处理结果进行数值分析;并对3种不同螺槽深度状态下的异向双螺杆挤出机的聚乳酸流体的压力场、剪切速率场和黏度场,以及停留时间分布曲线RTD进行对比分析。结果:通过改变螺杆元件的齿根圆直径及其对应的流道直径可实现螺槽深度的改变,在其他条件相同的情况下,螺槽深度越浅,压力波动越大,剪切速率波动越大,但黏度波动越小;螺槽深度越深,轴向混合性能越高。结论:螺槽深度的变化对流场混合性能存在影响并具有一定的规律性,可根据试验选择混合性能全面的双螺杆挤出机进行实际生产。

螺距变化对异向双螺杆挤出机流场影响的仿真分析

目的:以聚乳酸(PLA)为例,研究螺距变化下的异向双螺杆挤出流道的分布规律。方法:在Solidworks中根据理论端面曲线方程并修正,绘制变螺距与不变螺距两种三维模型,使用Workbench软件对两种螺杆构型使用扫略网格方法生成所需要的分析模型,再使用Polyflow流体仿真软件进行实际情况的模拟得到后处理结果,使用FieldView软件进行最终结果分析;研究聚乳酸流体在模拟条件下的压力、剪切速率以及黏度。同时使用Polystat统计模块对停留时间分布曲线RTD进行分析。结果:在其他条件相同的情况下,相比于不变螺杆,变螺距螺杆的压力变大,剪切速率和黏度波动增加,轴向混合性能提高,但自清洁能力降低。结论:螺距变化对聚乳酸来说存在一定的影响,但过大的螺距变化往往产生不利的影响,因此,需要结合实际情况具体设计合适的变螺距螺杆以提高产量和质量。

不同螺杆接触状态下异向双螺杆挤出机的流道分布规律

目的:探索聚乳酸在异向双螺杆挤出机不同螺杆接触状态下的流道分布规律。方法:用Solidworks软件建立啮合螺杆、部分啮合螺杆和非啮合螺杆3种几何模型;运用POLYFLOW流体仿真软件进行数值模拟;对3种螺杆不同接触状态下聚乳酸流体的压力场、剪切速率场与黏度场进行对比研究。结果:部分啮合状态下的异向双螺杆挤出机对聚乳酸有较好的建压能力与分散混合能力。结论:聚乳酸在部分啮合状态下的挤出效果优于其他2种螺杆接触状态。

差速窄间隙捏合机螺杆齿形及刀具设计

根据齿轮啮合原理,设计了一种新型差速啮合异向双螺杆捏合机螺杆的端面齿形,该齿形全部由圆弧及圆弧包络线组成,齿形曲线呈光滑连续,齿形上无尖点存在,有利于刀具的设计和磨削加工.同时针对所设计的螺杆,根据铣刀成形原理,计算了铣削加工所需成形盘铣刀的刃形,并根据间隙要求对其进行了修正.用得到盘形铣刀的刃形去加工某些形状的工件,有可能产生过切现象,因此在计算完铣刀刃形后,还对铣刀刃形进行了过切校验,确保所设计的盘形铣刀不会过切螺杆齿形.

差速双螺杆挤出机螺纹元件及刀具设计

根据啮合原理,设计出一种新型差速啮合异向双螺杆挤出机螺纹元件的端面曲线。借助M atlab和Pro/E软件,对设计的螺纹元件端面曲线进行计算分析和3D模型啮合运动模拟。同时针对所设计的螺纹元件,根据铣刀成形原理,计算出铣削加工所需成形盘铣刀的刃形,并对其进行了修正,然后用修正后的成形铣刀刃形重新计算螺纹元件端面曲线,并和原来的理论端面曲线进行对比,确认其间隙满足要求。