往复式单螺杆销钉挤出机停留时间分布研究

使用Polyflow软件对往复式单螺杆销钉挤出机(Buss机)三类典型螺纹元件的停留时间分布(RTD)进行了三维动态模拟,分析了工艺条件和物料特性对RTD的影响。根据Buss机的螺杆组合构型,应用卷积技术求得了物料沿整根螺杆的RTD曲线,探讨了物料在Buss机内的RTD规律与工艺条件变化的相关性。

往复式单螺杆销钉挤出机新型混合元件的开发及其混合性能研究

结合Φ45往复式单螺杆销钉挤出机(Buss Kneader)新型四头螺纹混合元件NKE的开发研究,利用有限元方法对物料在NKE元件内的流动情况进行了三维动态模拟。并与常规三头螺纹混合元件(KE)从动态混合过程、停留时间分布、分布混合及分散混合性能4个方面进行了对比;分析了加工条件对NKE元件停留时间分布、分布混合及分散混合性能的影响。

往复式单螺杆销钉挤出机往复运动传动机理与混炼性能关系的研究

对比了几种不同的往复式单螺杆销钉挤出机传动系统的传动机理,并在此基础上设计其对应的混合元件。利用Polyflow软件对混合元件内物料的流动和混合过程进行了模拟,分析了流场内的压力分布、剪切应力分布、物料停留时间和加工过程中物料经历的最大剪切应力。结果表明,采用摇摆箱传动系统时,流场内的剪切应力、温升和压力差较低,而轮系传动系统可实现单次旋转多次往复驱动模式,并且机械结构更具可靠性。

往复式单螺杆销钉挤出机典型螺纹元件混合性能研究

使用 Polyflow 有限元软件对往复式单螺杆销钉挤出机(简称 Buss 机)的三类典型螺纹元件内物料流动和混合过程进行了数值模拟。流场分析中使用了网格重叠技术。在得到流场速度分布后,基于粒子轨迹跟踪技术计算了物料微元在螺纹元件内的流动轨迹,并分析了 Buss 机螺纹元件内物料的动态混合过程。以分布混合指数和分隔比例为指标定量地对比了螺纹元件的分布和分散混合性能,在此基础上分析了加工条件、物料特性及销钉布置对 Buss机混合性能的影响。数值模拟结果与前人研究有较好的吻合性。

基于拉格朗日的单螺杆销钉挤出机混沌混合分析

从拉格朗日理论的新视角,分析了高分子聚合物熔体在单螺杆销钉挤出机内的流型结构以及流动行为,揭示了销钉强化聚合物熔体输运和混沌混合的机理。使用有限元软件Polyflow计算了流场的速度分布和混合指数;借助Matlab数学软件进行自主编程对速度场进行积分得到了三种不同销钉挤出机模型的有限时间李雅普诺夫指数。结果显示,在加入销钉之后,单螺杆销钉挤出机流域中出现了圆柱绕流现象,绕流产生的尾迹将撞击螺棱,销钉和螺棱的这种相互作用将加剧聚合物熔体的拉伸作用。每个销钉都将产生尾迹,随着销钉数量的增加,导致流域中产生了更多的尾迹。尾迹与销钉相互作用得到了增强,导致流域中产生了更多的涡结构,说明流域中的大部分熔体处于混沌混合的状态。混沌混合使销钉挤出机内的流体拉伸作用得到了增强,流体的混合指数得到增加,混合效率也逐渐增大。

新一代橡胶销钉挤出机理论研究最新进展

对我们的最新研究进展进行了综述,提出了非平衡螺杆的设计理念,对比了双通道机筒和单通道机筒的传热性能,给出了销钉机筒在PID温控模式下的温度变化的模拟方法,最后利用有限元方法分析了传动系统的力学性能和振动模态。本文涉及内容可为我国橡胶销钉挤出机的更新换代提供一定的基础理论支持。

冷喂料销钉挤出机非等温流动过程的模拟

销钉挤出机在橡胶工业上起着重要的作用。本文给出了销钉挤出机内物料的流动和生热量的模型。这模拟模型是以流体动力润滑理论为基础的,并且运用了修正过的流动网络分析(FAN)数值分析技术。本方法创新之处在于它考虑了由粘流引起热分散对热传导的影响以及在与FAN技术等同的精确度上热的转换。这一方法已用于计算螺杆挤出机内牛顿流体的压力场,速度场和温度场。我们研究了粘性流体生热对销钉机筒内螺杆推进特性的影响。随着温度对粘度依赖性的增加,销钉挤出机的物料传递能力下降。本文也考虑了销钉对热特性的影响。

往复式挤出机螺杆往复运动及销钉排布对混炼性能的影响

应用黏性流体有限元数值模拟计算的方法,研究了Buss机内物料流场分布特征,分析了螺杆往复运动特征参数及销钉排数等对Buss机螺杆几何构型的影响,以及由此所造成物料微元所经历的最大拉伸长度分布和最大剪切应力分布的变化,从而揭示了往复式单螺杆销钉挤出机往复运动特征参数及销钉排数对高聚物熔体分布和分散混合性能的影响规律。

销钉机筒挤出机内流场的数值模拟

应用FLUENT软件,经过简化及边界处理,分别研究了Φ90普通挤出机和销钉机筒挤出机在不同转速、不同销钉布置、不同反向压差条件下胶料的流动行为。其研究结果可以用来指导销钉机筒挤出机的销钉布置设计及操作参数选取。

销钉机筒挤出机螺杆圆周展开面内物料流动与混合的数值分析与实验

在一定简化条件下 ,对销钉机筒挤出机螺杆圆周展开面内的流场及分布混合效果以及销钉个数对流场和分布混合效果的影响进行了数值与实验研究 .提出了流场中某点混合效果、整个流场平均混合效果以及混合效果统计分布的数值计算与评价方法 .数值分析结果与实验结果具有较好的一致性 .结果表明 ,销钉及螺棱切槽对物料具有明显的强化流动与混合的作用 ;6个销钉结构模型混合效果好于 3个销钉结构模型 ,3个销钉结构模型好于有切槽无销钉结构模型 ,有切槽无销钉结构模型好于无切槽无销钉结构模型 ;有销钉结构较无销钉结构的平均混合效果提高 30 %～ 4 0 % ;有销钉结构随着时间的延长 ,混合效果不断提高 ,无销钉结构随着时间的延长 。

销钉机筒挤出机螺槽横截面内流体流动与混合的研究

在一定简化条件下,对销钉机筒挤出机螺槽横截面内的流场及混合均化效果以及销钉位置对流场和混合均化效果的影响进行了数值与实验研究。提出了流场中某点混合均化效果、整个流场平均混合均化效果以及混合均化效果统计分布的数值计算与评价方法。数值分析结果与实验结果具有较好的一致性。结果表明,销钉对物料具有明显的强化流动与混合均化的作用;销钉愈接近于螺棱, 强化混合均化的效果愈显著;有销钉结构较无销钉结构的平均混合均化效果提高2.5%～5.6%;有销钉结构随着挤出时间的增加,混合均化效果不断提高,无销钉结构随着挤出时间的增加,当混合均化效果达到一定值后则不再提高。

销钉机筒挤出机混合段的混合性能

使用有限元法数值模拟有销钉和无销钉混合段流道内胶料的三维等温流场,用粒子示踪分析方法比较两者的混合性能.研究结果表明,有销钉混合段流道内,销钉局部打乱了胶料的运动轨迹,打散了滞留熔体,6个销钉所在横截面的流场被分成6个区域.料流被迫改变方向重新排列;胶料熔体的速度梯度增加;随着胶料速度梯度的增大,胶料的剪切应力增大,混合指数分布均匀.有销钉混合段的11个截面平均分离尺度小于无销钉混合段的10%.机筒销钉对于分散混合有一定的强化作用,其混合程度高于无销钉结构.

销钉式挤出机的机筒三维有限元分析

根据挤出机的结构特点,建立了普通挤出机机筒的有限元模型,利用ANSYS有限元软件对其进行有限元分析,并与理论计算值进行比较,两者结果吻合较好,说明有限元计算方法是可靠的.而后建立了销订机筒的有限元模型,运用ANSYS有限元软件,对该机筒进行了应力分析,得到了其应力分布值,计算结果表明:销钉孔和内壁面的结合处存在较高的应力集中,销钉孔打破了机简的连续性,降低了它的强度.为有效降低销钉机筒的应力,应合理进行销钉机筒的结构设计.

销钉机筒挤出机内物料流动与混合效果的数值模拟

在单螺杆挤出简化模型的基础上 ,采用滑移网格技术 ,考虑销钉与螺杆相对运动的条件 ,分别研究销钉数量、销钉排间距、螺槽宽度、拖曳速度对螺杆圆周展开面内物料流动与混合效果的影响。结果表明 :销钉及螺棱切槽对物料具有明显的强化混合作用 ,减小销钉排间距及螺槽宽度、增大销钉数量和提高拖曳速度都会改善混合效果。对于Φ90销钉挤出机 ,每排 68枚销钉、销钉排间距为 60 72mm、螺槽宽度为 5 4mm左右、转速为 2 5 5 0r·min- 1

销钉机筒挤出机内销钉附近物料流场分析及功率计算

采用当量粘度的方法,基于牛顿流体模型,提出销钉机筒挤出机内销钉附近流场的应力及速度分布数学模型和销钉消耗功率的计算方法。用NR/炭黑混炼胶进行的挤出过程中销钉消耗功率的研究结果表明,实测值与计算值的相对误差只有4%。

橡胶在销钉机筒挤出机中的流动分析

建立了销钉机筒挤出机的非牛顿流体流动模型 ,并计算出压力场、流动场和螺杆的特性曲线。结果表明 ,随着流体非牛顿特性的增强 ,螺杆的生产能力降低 ;随着螺杆螺槽上切口的增多 ,逆流增多 ,挤出产量降低 ;机筒上的销钉对挤出特性影响很小 ;

销钉机筒单螺杆挤出机功耗的模拟研究

采用流体力学计算软件Fluent,在对销钉机筒冷喂料挤出机熔融段和计量段的胶料进行三维流动数值模拟的基础上,考察螺杆转速、反向压差、销钉数量、销钉排间距和螺槽深度对挤出量和螺杆转矩的影响。结果表明,螺杆转速是影响挤出机功耗的首要因素,随着转速增大,挤出量增大,功耗和功耗比(螺杆转矩与挤出量之比)下降;反向压差对挤出量、螺杆转矩和功耗比有一定影响,反向压差越大,功耗比越大;每排销钉数量对对功耗比影响不大;销钉排间距对挤出机功耗比有较为明显的影响,若只考虑产量和功耗,则销钉排间距越大越好。

销钉机筒冷喂料挤出机在压延生产线上的应用

介绍在锦纶帘布压延生产线上用销钉机筒冷喂料挤出机替代开炼机热炼供胶。采用2台XJD150×12D型销钉机筒冷喂料挤出机替代4台XK560型开炼机热炼,并仍用1台XK560型开炼机压片为Φ610×1730Г型四辊压延机供胶,生产的压延锦纶帘布质量和产量均提高。

销钉机筒挤出机塑化段传热温度模型研究

通过建立简化的销钉机筒挤出机塑化段物理模型,从流变分析中的能量方程出发,导出销钉机筒挤出机塑化段温度的传热模型;结合试验数据,拟合出挤出温度随螺杆转速变化的曲线。结果表明,曲线可分为急速增长段、平缓增长段和稳定增长段3部分,且平缓增长段是挤出温度、质量和能耗综合指标最佳的区间。

销钉机筒橡胶挤出机内胶料三维剪切效果模拟

采用流体力学计算软件Fluent,在对销钉机筒冷喂料挤出机熔融段和输送段的胶料进行三维流动数值模拟的基础上,考察螺杆转速、反向压差、销钉数量和销钉排间距对单位质量流量的平均体积剪切速率(χ)和剪切速率均方差(S)的影响。结果表明,χ适宜作为评判剪切效果的参数,螺杆转速是影响剪切效果的显著因素;在螺杆转速高于20r·min-1时,χ的变化具有规律性,S的变化趋势与小于20r·min-1时相反。