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《北京化工大学》 2002年
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啮合同向双螺杆挤出机新型混合元件及螺杆构型的研究

尹燕玲  
【摘要】:六棱柱元件是为适应同向双螺杆挤出机高速高效的发展要求而出现的一种新型混炼元件。为了深入了解这种螺杆元件的性能,本文首先应用啮合同向双螺杆几何学设计研制出六棱柱元件,而后用ANSYS软件对全充满状态下的六棱柱元件熔体输送段的流场进行了三维等温非牛顿模拟。得出了流场中的压力、速度和粘度,通过后处理程序计算出流场的流量、回流系数、剪切速率和剪切应力,并进一步分析了六棱柱元件的挤出、混合特性。同时将六棱柱元件的流场分析结果与捏合块元件的流场分析结果进行了对比。结果显示:六棱柱元件流场中的各个参量分布均比捏合块流场中各个参量分布均匀;相同压差下六棱柱元件可以获得比捏合块元件更高的产率;六棱柱元件的分散混合能力不及捏合块元件的分散混合能力,但相差不大。 齿形盘元件与常规螺纹元件可以以不同的组合方式应用于同向双螺杆挤出机中。不同螺杆构型的流场将会不同,为了研究齿形盘元件与常规螺纹元件如何组合才能获得最好的混合效果,本文对齿形盘元件与常规螺纹元件长整型、交错型组合方式下的流场进行了三维等温非牛顿模拟计算,得到了长整型流道与交错型流道的压力、速度和粘度,并进一步分析了它们的混合性能。得到了采用多个短的混合段比一个长的混合段能获得更好的混合效果的结论。 最后本文对六棱柱元件的流场模拟计算结果进行了实验验证。结果表明用ANSYS有限元软件模拟双螺杆挤出机流场的方法可行,得到的结果可靠。实验结果显示六棱柱元件能耗小、出料温度低、混合效果好,适用于玻璃纤维增强改性加工过程。实验还观察了聚合物在双螺杆挤出机中的熔融、流动现象。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TQ320

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