Effect of Rotation and Revolution on Performance of Blade-Free Planetary Mixer

In this study, flow structures and mixing performance in a blade-free planetary mixer, which combines rotation and revolution motions inside a cylindrical vessel, are numerically investigated. Flow fields in the mixer vessel are simulated in a single rotating reference frame with various revolution speeds and a fixed rotation speed. The mixing process is investigated by a Lagrangian particle tracking method and the mixing performance is evaluated based on particle concentration. The results of the numerical simulations show that a vortical flow with an axis inclined with respect to the rotation axis of the vessel is generated by the combined influence of the rotation and revolution motions. The flow structure and vortical flow intensity vary as a function of the precession rate, which is the ratio of the revolution speed to rotation speed. The mixing performance of the blade-free planetary mixer is found to be maximum at aspecific precession rate.

基于EDEM的板材制备立轴行星式搅拌机特性

以木屑、氯化镁、氧化镁、卤水为搅拌原料,以聚氯乙烯树脂粉、尿素为添加剂,研究立轴行星式搅拌机叶片安装角度、搅拌轴转速对搅拌效果的影响,采用离散元分析软件模拟仿真混合物料搅拌过程,研究叶片不同安装角度、搅拌轴不同转速情况下的物料混合效果;对比分析同等情况下氯化镁颗粒的离散系数大小,确定搅拌的最优参数;对生产的木质板材进行力学性能验证。结果表明:立轴行星式搅拌机叶片的安装角度为45°、搅拌轴转速为30 r/min时搅拌效果最佳。

行星式搅拌釜混合性能的数值模拟

使用Fluent软件数值模拟行星式搅拌釜高黏熔体中固液混合过程,研究搅拌桨自转速度和安装高度对搅拌釜混合性能的影响.采用欧拉模型、动网格技术和用户自定义函数,在搅拌桨不同自转速度和安装高度下,数值计算了搅拌釜内固液两相流的流场、混合时间和搅拌桨的扭矩,用搅拌功率和单位体积混合能评价搅拌釜的混合效率.计算结果表明,搅拌桨自转速度从20r/mim提高到60r/min,物料混合时间缩短,搅拌功率和单位体积混合能增大,混合效率降低;搅拌桨安装高度从20mm增加到60mm,物料混合时间缩短,搅拌功率变化不大,单位体积混合能减小,混合效率提高.

行星式搅拌釜内三维流场的数值模拟

使用计算流体力学软件POLYFLOW数值计算了双臂行星式搅拌釜内高黏聚合物熔体的三维等温流场。在不同搅拌转速和不同加料位置条件下,用粒子示踪法(PTA)模拟了粉料在高黏熔体中的运动轨迹。数值计算结果表明,搅拌釜内高黏熔体形成了全釜循环流动,提高转速能有效减小不良混合区;最高剪切速率区主要集中在两个搅拌桨之间,高剪切速率区随着桨叶的转动出现在搅拌釜轴向的不同位置,最大剪切应力区也会作用在轴向不同位置上。搅拌釜内粒子的运动轨迹十分复杂;提高搅拌转速能明显缩短混合时间;在搅拌釜中部加料时混合效果最好。

立式捏合机桨叶转矩分析

建立了立式捏合机桨叶传动关系和转矩力学模型,应用ANSYS CFX仿真软件,进行捏合机桨叶在混合高粘度流体时的受力数值模拟,得出了桨叶在捏合工作状态下,单输入多输出的各轴转矩分配定量结果,为捏合机桨叶和传动系统设计提供理论依据.

行星齿轮机构在搅拌球磨机中的应用

利用了行星齿轮传动机构及特殊的搅拌器形状,将该装置应用于搅拌球磨机中,使被搅拌、粉碎的物料形成一种复杂的复合运动轨迹,搅拌、粉碎覆盖区域明显增大,显著提高搅拌、粉碎的效率。结果表明这是一种理想的超细粉碎生产设备。

基于Hyperworks的行星搅拌机工作部件静力学分析

通过建立行星搅拌机的搅拌轴和搅拌桨受力模型,借助Hyperworks软件进行有限元分析,从而得到静力学分析结果,为提高行星搅拌机的可靠性和进行轻量化设计提供依据.

U-Mo微球与Al粉的混合工艺研究

采用垂直行星分罐式混料机进行U-Mo微球与Al粉混合,系统研究了混合时间、混合转速和料罐填充率对物料混合度的影响,并设计正交试验分析三因素对物料混合度的影响程度.采用变异系数法和体视显微镜分析了混合物料的混合度和微观形貌.结果表明,最佳混合工艺参数为:混合时间90min、混合转速30r/min和料罐填充率30%,其物料混合度为93.6%;三种混合因素对混合度的影响程度为:混合时间<料罐填充率<混合转速.

工艺参数对绝热层胶料分散效果的影响

利用双行星动力混合机,针对添加不同功能填料的绝热层胶料,通过设计搅拌速度、分散速度、分散时间等参数,确定出了高固含量有机硅绝热层胶料(基体+颗粒填料+抗剪切纤维)达到理想混合状态的最佳参数值。指出了双行星动力混合机在混合含易碎纤维胶料方面所存在的问题。

立式捏合机桨叶扭矩特性的CFD仿真研究

桨叶是立式捏合机的重要部件,其直接关系到立式捏合机混合效率及混合扭矩。采用CFD方法研究了立式捏合机工艺参数(转速、转动模式)及桨叶结构参数(桨桨间隙)变化对空心桨瞬时扭矩和平均扭矩的影响。研究结果表明,桨叶瞬时扭矩与空心桨和实心桨相对位置有关,桨叶转速只影响桨叶瞬时扭矩值,桨叶平均扭矩与桨叶转速呈线性关系;混合物料为牛顿体流体时,不同转动模式(正转、反转)对桨叶平均扭矩的影响较小。

立式捏合机桨叶结构参数对扭矩和功率特性的影响

立式捏合机搅拌桨叶由空心桨和实心桨组成．桨叶对混合物料的捏合与搅拌作用需要消耗扭矩和功率。以1L两桨立式捏合机为研究对象，采用Fluent计算流体力学软件仿真，分析了桨叶（空心桨、实心桨）结构参数（桨桨间隙、桨叶螺旋角）对装叶扭矩和功率特性的影响。结果表明，减小桨桨间隙或增加桨叶螺旋角，均可使空心桨叶消耗扭矩增大，导致捏合机功率输入增大；减小桨叶螺旋角，可增加桨叶捏合螺旋面积，延长桨桨捏合区桨叶对混合物料的捏合作用时间。桨桨间隙取1．5—2mm时，桨叶螺旋角取35°消耗功率最小；桨桨间隙取1mm时，桨叶螺旋角取45°消耗功率最小。

立式捏合机桨叶结构参数对混合釜流场影响的仿真分析

为揭示立式捏合机桨叶几何结构参数与混合釜流场之间的关系,以1 L两桨立式捏合机为研究对象,采用计算流体力学ANSYS Fluent 14.5软件对立式捏合机进行了三维模型仿真研究,分析了桨叶结构参数(桨桨间隙、桨叶螺旋角)的改变对混合物料挤压应力和剪切应力的影响。结果表明,增大桨桨间隙可减小桨叶对混合物料的挤压应力和剪切应力,空心桨螺旋角分别为40°、45°、50°,桨桨间隙由1.0 mm增加到3.0 mm,挤压应力、剪切应力分别平均减小了82.4%、57.23%;增大桨叶螺旋角可增大桨叶对混合物料的挤压应力和剪切应力,空心桨间隙分别为1.0、2.0 mm,桨叶螺旋角由35°增加到55°,挤压应力、剪切应力分别平均增加了92.8%、55.7%。

一种行星式牲畜粪便混合机设计探讨

针对牲畜粪便混合处理的问题,设计了一种行星式混合机.采用卧式混合容器、双行星浆式搅拌装置,双动力分别驱动行星轴的公转与自转.本文对混合机主体进行了三维造型与运动仿真.该混合机可有效减小搅拌低效区,适应性广,对其他领域物料混合装置的设计也具有一定的参考意义.

立式捏合机桨叶结构与桨叶变形量的CFD仿真

立式捏合机搅拌槽内桨叶与物料之间的相互作用会引起桨叶的变形量。为揭示桨叶结构参数与桨叶变形量之间的变化关系,选取1 L两桨立式捏合机为研究对象,基于ANSYS Workbench 14.5仿真分析软件采用流-固耦合方法,研究了桨叶结构参数(间隙、螺旋角)对桨叶变形量的影响。研究结果表明,增大桨桨间隙使空心桨最大变形量逐渐减小,使实心桨最大变形量先减小、后增大;增大桨叶螺旋角使空心桨最大变形量逐渐减小,使实心桨最大变形量逐渐增大。

行星搅拌器流场仿真与混合分析

建立了三维行星式搅拌器的有限元模型,应用Polyflow软件对流场进行模拟,对不同转速下的搅拌器内糖浆的混合流动进行了对比分析,同时对中心区和销附近区域的混合效果进行对比。结果表明,搅拌器不存在流动混合的死区,且销附近区域的混合能力比中心区的混合能力更强,流场内的粒子始终受到周期性的折叠和拉伸作用;转速越大,搅拌器内的流体混合效果越好。

立式捏合机搅拌槽内混合机理

以立式捏合机桨叶为研究对象,重点研究桨叶的搅拌过程机理。结合混沌混合理论,阐述了立式捏合机桨叶偏心布置及桨叶行星运动是促使产生混沌混合的必要条件。采用UV示踪实验证实了立式捏合机搅拌槽内混沌混合的存在,对比立式捏合机桨叶正、反向转动模式,发现桨叶反向转动模式下混合物料的平均应变速率较大,更有利于物料的分散式混合和分布式混合。依据Poincaré截面判定准则,立式捏合机搅拌过程中搅拌槽内搅拌物料处于混沌状态。

双行星动力混合机分散器结构改进及温度场分析

通过对同载荷下实心与空心分散器轴扭转强度和最大剪切应力的计算分析,表明在分散器实心轴中心加工孔径为其直径1/2的空心分散器时,最大剪切应力增加量约为2.5%。利用有限元方法对双行星动力混合机温度场进行数值仿真分析,分别计算了搅拌桶侧壁冷却、分散器轴内部冷却等因素对搅拌桶内部温度场的影响。分析表明,通过附加分散器轴内部冷却,使温度变化范围由65℃减小为15℃,有效改善了混合环境,为双行星动力混合机的研究提供理论依据。

材料特性对行星式离心混合器混合性能影响的数值研究

针对行星式离心混合器(PCM)的使用中存在材料特性与混合性能之间关系难以确定的问题,采用计算流体动力学(CFD)模拟研究了流体黏度与密度对PCM混合性能的影响。首先,采用ICEM CFD对计算域进行了建模并划分了网格,对网格进行了无关性分析;然后,采用二阶有限体积法与离散相模型对PCM混合不同黏度与密度流体时的质点轨迹、低速区域以及离散粒子分布进行了求解,通过定义的混合指数对混合效果进行了定量表征;最后,分析了流体黏度与密度对PCM混合性能的影响机制。研究结果表明:流体黏度与密度主要通过影响流场结构使PCM的混合效果发生变化;流体黏度越大对应的最优转速比越大,能达到的最大混合指数值越小;流体密度越大对应的最优转速比越小,能达到的最大混合指数值越大;该研究结果可为PCM的使用与优化提供参考。

叶片排列对行星式混合机扭矩载荷特性的影响

三叶片行星式混合机是轻工业中重要的添加剂混合设备,其叶片的布局会影响叶片的扭矩载荷和功率消耗。研究了偏心距(Es=0~16 mm),叶片形式(2桨和4桨)在混合机高黏度添加剂混合过程中对叶片扭矩载荷的影响。结果显示,空心叶片的瞬时扭矩载荷最大值是实心叶片的2.52倍;改变Es会影响空心叶片与混合容器之间的捏合,增加实心叶片桨的数量,会增加扭矩载荷曲线的变化频率,增大捏合致叶片扭矩载荷增大。为工业工艺设计物料混合设备设计选型提供借鉴。

大功率重载密炼机行星齿轮箱研究

密炼机齿轮箱是橡胶行业密炼机核心传动部件,其性能直接决定橡胶密炼效果。介绍了大功率重载密炼机行星齿轮箱原始参数、结构布局、齿轮设计、行星机构设计、润滑密封等。