啮合同向旋转双螺杆挤出机中波状螺杆元件的熔体输送和混合机理研究

作者把波状单螺杆的概念应用到同向旋转双螺杆挤出机中,设计出一种新型螺杆元件,并建立了描述这种新型螺杆元件熔体输送和混合机理的理论模型。利用流体有限元方法对流场进行了数值分析,对某些计算结果进行了实验验证,理论计算和实验结果吻合,说明作者建立的理论模型是正确的。实验结果表明,波状双螺杆元件的混合性能优于普通双螺杆元件。

波状注塑螺杆熔体输送机理的研究

本文在综合分析国内外波状螺杆研究成果的基础下,根据注射机预塑过程的特点,建立了更真实地反映波状螺杆工作机理的三维理论模型。在模型中将背压做为一个重要变量予以考虑,采用分段的二维有限元与差分迭代相结合的方法,对等温幂律流动的速度场,压力场和应力场进行了求解,在计算的基础上又进一步分析了波状螺杆几何参数、预塑工艺条件和物料流变参数对熔体输送总流率、压力降、槽向压力分布及扭矩和能耗的影响。对部分计算结果在注塑机实验台上进行的实验验证表明:采用本文理论模型的计算结果与实验结果相近,说明本文的理论模型和计算方法具有一定的工程实用性。

波状双螺杆元件混合性能的研究

对同向波状双螺杆元件和常规螺纹元件的分散混合性能进行了数值模拟,分析了2种元件流场的平均剪切应力、最大剪切应力分布、最大拉伸应力分布等混合性能参数,并对其进行了实验研究。模拟结果与实验结果基本吻合。结果表明,波状双螺杆元件有较强的分散混合能力。

波状双螺杆元件混炼性能的数值模拟

借助聚合物流动分析软件Polyflow对半啮合同向/异向波状双螺杆元件和全啮合同向/异向常规双螺杆元件进行流场和混合性能的数值模拟,分析比较两者的剪切速率、混合指数、非弹性应力张量第一特征值、停留时间、时均混合效率、分离尺度等表征混合性能的特征参数,模拟分析结果表明,波状双螺杆元件具有更加优异的混炼性能。

偏心距对波状单螺杆元件混合性能的影响

设计优化了偏心距分别为0、2、3.5、5 mm的波状单螺杆元件,采用聚合物流动分析软件Polyflow对不同偏心距的波状单螺杆元件进行流场和混合性能的数值模拟。采用粒子示踪法,分析比较粒子经历的最大剪切速率、非弹性应力张量第一特征值、停留时间、混合指数、混合效率、分离尺度等表征混合性能的特征参数,同时,以体积流率表征对输送效率的影响。模拟分析结果表明,偏心距逐渐增大,螺槽深度周期性变化增大,物料受到的剪切作用、应力作用、拉伸作用等得到增强,更多粒子经历了更大的剪切速率、混合指数、停留时间等,有利于多组分物料的破碎和掺混,波状单螺杆元件的分散混合和分布混合性能均逐渐增强,同时,保证了较高的输送效率。

螺杆设计方法探讨及在果筐注射机螺杆设计中的应用

介绍了作者设计果筐注射机专用波状螺杆的心得,以此说明设计螺杆的一种思路。借助于相似理论,给出了不同型号果筐注射机专用波状螺杆的设计准则。