往复副螺棱高度对单螺杆挤出机内混合行为的影响

建立了带有扰动副螺棱的单螺杆均化段数学模型,探讨了不同副螺棱高度对混合的影响。将有限体积方法与叠加网格技术相结合,得到了螺槽内牛顿流体三维等温周期性速度场。采用4阶Runge-Kutta方法进行流体前锋追踪计算,得到了粒子群及示踪剂界面混合行为。Poincaré截面揭示了混沌混合在螺槽横截面内呈现"8"字形带状分布,内外分别被准周期运动区域填充。副螺棱高度越大,混沌混合区域所覆盖的尺度越大,混合能力越好。

利用往复扰动螺棱强化单螺杆挤出机内混合模拟表征

提出了采用副螺棱轴向往复运动提高单螺杆挤出机混合的结构并建立了相应的数学模型。对挤出机内牛顿流体三维周期性流动和混合过程进行了数值模拟。采用有限体积方法,变量分布采用交错网格,副螺棱的周期性运动边界通过叠加网格方式实现。采用4阶Runge-Kutta方法实现流体追踪计算,得到了示踪剂界面增长及累积停留时间分布。采用Poincaré截面揭示混沌混合存在的区域,证实了副螺棱往复运动能够产生混沌混合效应提高螺槽内的混合效果,与其位置固定时相比,缩短了平均停留时间,停留时间分布变窄。作为对比,同时分析了常规的副螺棱位置固定的单螺杆挤出机内的相应混合行为。