差速双螺杆非充满输送粘弹流体的可视化

给出了一种新型同向非对称双螺杆结构,2根螺杆的转速比为2∶1。为探索其物料流动以及混合特性,研制了全程可视化新型实验样机。采用一种常温粘弹性流体羧甲基纤维素钠着色后,观察流体在可视化设备中流动以及混合过程。采用4台摄像机采集挤出过程图片,提取图像关键尺寸后计算得到填充度,建立法向分布尺寸和填充度的关系模型。采用电导率法测定物料在各工况下的停留时间,考察了螺杆转速对物料轴向混合的影响。首次捕捉到新型双螺杆在非充满情况下的流动图像,发现上下啮合区及远离啮合区的非对称现象存在及单头螺槽内料陇的拉伸作用。

一种差速双螺杆非充满熔体输送模型

自主研制了可切换螺杆转速比的机筒全程透明的同向双螺杆挤出仪器,可分别进行等速及差速双螺杆挤出可视化实验研究。制备了羧甲基纤维素钠溶液作为加工流体,观察不同计量加料情况下,螺杆构型及双螺杆转速对流体输送行为的影响,提出了全新的包括正位移和拖曳流的部分充满流体输送模型。实验表明,在非充满情况下,流体输送的拓扑路线不同,与等速双螺杆相比,物料在差速双螺杆左右螺槽内充满度存在非对称现象,上下啮合区存在较大的堆积现象。2种螺杆构型输送机理相似,均存在拖曳流、正位移输送及螺杆机筒间隙漏流。在非充满情况下,初步建立了差速同向自洁双螺杆的流体输送解析理论,得到了不同情况下充满度计算公式。当产量一定时,随着螺杆转速的增加,螺槽充满度下降,漏流增大,拖曳流量减少,而正位移量增加。