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《北京化工大学》 1997年
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双螺杆挤出熔融理论的可视化研究

郭奕崇  
【摘要】:双螺杆挤出中的熔融是理论研究的薄弱点之一,其主要原因是在相当长的一段时间内人们对熔融现象无法作直接的观察。本文作者利用所在的北京化工大学塑料机械及塑料工程研究所自行研制的三向全程可视化双螺杆挤出机进行实验观察,描述并分析了同向双螺杆挤出的固体输送和熔融现象,在此基础上对熔融过程作了较深入的理论研究,提出了一些新的学术观点与理论。 本文的主要观点和工作结果如下: (1) 提出同向双螺杆挤出的熔融过程中物料运动具有多种形式的观点。造成物料运动多样性的根本原因是双螺杆复杂的几何关系和运动关系导致正常挤出时大部分螺槽的非充满,加料量因而成为一个独立的工艺操作变量。本文初步总结了在熔融阶段几种常见的运动形式,并把它们分为连续的和非连续的两大类。有了运动形式多样性的思想,在实际生产中,可以通过控制设备参数(如螺杆组合)、加工条件(如加料量)等方法使物料以预计的形式运动;在理论研究中,则指出应针对不同的运动形式建立不同的物理与数学模型。 (2) 分析了与熔融有着密切关系的固体输送现象,提出了固体输送的两区物理模型。物料自加料口加入机筒即进入散粒体区,在此区域中,物料几乎作完全的正位移运动,重力在这一过程中起了重要的作用。随着温度的升高,物料与螺杆间、料粒之间开始有轻微的粘连而形成环流,此区域被称为粘连区,固体物料形成环流是粘连区的特点。 (3) 通过实验观察,发现在同向双螺杆挤出的熔融阶段,未熔物料(无论是粒料还是粉料)始终散布在熔料(熔体)中。这是因为物料在通过啮合区时受到挤压、阻挡,啮合区对固、液两相产生物理掺混的作用。在双螺杆挤出的熔融段,没有一个明显的固、液相间的分界面,这是与单螺杆挤出现象的不同之处。 (4) 物料的连续型运动形式出现于较大加料量时,这意味着可以获得较大的挤出产量。本文就熔融段中物料的两种连续型运动形式,根据能量方程和运动方程分别建立平动模型和平动滚动模型,并作了数学求解和理论计算,最
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1997
【分类号】:TQ320

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 梁畅;同向双螺杆挤出机熔融段熔融传热过程研究[D];北京化工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张鑫;单轴叶片挤出机中物料的形态演化及性能研究[D];华南理工大学;2010年
2 武学伟;同向旋转波状双螺杆元件的设计及性能研究[D];北京化工大学;2010年
3 余晓鹏;叶片塑化输运中固态物料向固熔体系转变的模型化研究[D];华南理工大学;2012年
4 刘树荣;叶片塑化输运中物料由固熔体系向粘流态转变的模型化研究[D];华南理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱复华;单螺杆塑化挤出理论的研究——Ⅰ.挤出物理模型[J];高分子材料科学与工程;1986年03期
2 朱复华,江顺亮,刘廷华;可视化挤出机促进了聚合物加工科学的研究[J];化工进展;1997年01期
3 郑柯,盛昌泗,蔡钟昌,廖雅贤,殷淑敏,周强;示踪元素检测聚合物在挤出机内停留时间谱[J];塑料工业;1985年02期
4 柳和生,黄文伟;啮合型同向旋转双螺杆螺纹头数选择及螺杆间隙设计[J];塑料工业;1992年06期
5 朱复华;双螺杆挤出机及其理论基础(连载之二)[J];塑料科技;1982年01期
6 朱复华;双螺杆挤出机及其理论基础(连载之三)(连载之四)[J];塑料科技;1982年02期
7 朱复华;双螺杆挤出机及其理论基础(连载之五)[J];塑料科技;1983年02期
8 朱复华;双螺杆挤出机及其理论基础(连载之六)[J];塑料科技;1983年04期
9 朱复华,刘廷华,郭奕崇,陈自卫,闰宝瑞,周志军;同向旋转双螺杆挤出可视化研究[J];塑料;1996年04期
10 陈岩 ,崔爱玲;全啮合双螺杆螺纹外形曲线形成过程的推导[J];中国塑料;1988年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄千钧;高填充石墨尼龙1010旋转活塞[J];工程塑料应用;1988年02期
2 李华;硬弹性PP/PS单丝的研制[J];工程塑料应用;1995年03期
3 张学东,刘浙辉,邢志光,梁善杰;共混条件对PP/EVA结构形态及性能的影响[J];工程塑料应用;1995年05期
4 张秋禹;热致液晶聚合物与聚苯硫醚共混体系的研究[J];工程塑料应用;1995年06期
5 方海林,袁淑军;稀土矿物改性尼龙6的研究[J];工程塑料应用;1996年02期
6 张秋禹;聚砜/聚苯硫醚共混物性能研究[J];工程塑料应用;1997年01期
7 张晓云;1996年我国工程塑料加工技术进展[J];工程塑料应用;1997年04期
8 杨其,曾邦禄;动态硫化聚丙烯/三元乙丙橡胶共混材料[J];工程塑料应用;1998年07期
9 冯威,罗欣,杨金才,张立群,金日光,杨洪毅,黎安;硫酸钙晶须/PP/EPDM复合材料的流变行为[J];工程塑料应用;1998年07期
10 宋树春;PVC挤出行业的物料处理[J];工程塑料应用;1998年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 江爱朋;陈红;王春林;;基于非线性规划和混合求导的动态过程系统优化方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 陈升平;;“应力与应变状态”教学体会[A];海峡两岸力学教学—教学经验与教学改革交流会论文集[C];2002年
3 王二轲;陈惠芳;潘鼎;;PAN/DMSO体系湿法及干喷湿法纺丝可纺性的研究[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
4 张世文;刘仓理;李庆忠;;应变等价原理适用性探讨[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
5 张珊珊;王钧;蔡浩鹏;;Kevlar纤维UV表面处理及其复合材料的界面研究[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
6 周睿;王继辉;冀运东;;树脂浇铸体的制备新方法[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
7 陈静;曹艳丽;童树廷;周萘;;影响玻璃熔窑池壁使用寿命因素的研究[A];中国硅酸盐学会玻璃分会2009年全国玻璃科学技术年会论文集[C];2009年
8 卿艳梅;周南桥;;单螺杆挤出机中熔体混合理论的研究[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年
9 吴清锋;周南桥;卜宪华;何丹超;;注射预塑过程中轴向振动效应的研究[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
10 张平亮;;螺杆挤出机的流动性能及其主要性能参数的研究[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张爱敏;快速热循环注塑材料ABS/PMMA的物理改性及其成型性能研究[D];山东大学;2010年
2 龚玮;皮肤选择性光热解效应与光疗及热损伤的评估方法和技术[D];福建师范大学;2010年
3 朱光磊;AZ91D镁合金高剪切流变成形理论与工艺研究[D];北京有色金属研究总院;2010年
4 李彦杰;黄原胶分子的辐射修饰、产物特征及功能特性研究[D];中国农业科学院;2011年
5 廖凯;铝合金厚板淬火—预拉伸内应力形成机理及其测试方法研究[D];中南大学;2010年
6 尹应梅;基于DMA法的沥青混合料动态粘弹特性及剪切模量预估方法研究[D];华南理工大学;2011年
7 熊凯;聚烯烃弹性体接枝改性及其对SAN树脂增韧作用的研究[D];华南理工大学;2011年
8 唐建军;基于电渣重熔的大型铸锭成型关键技术研究[D];南昌大学;2011年
9 施建峰;聚乙烯管道电熔接头冷焊形成机理及其检测和评定方法[D];浙江大学;2011年
10 历伟;有机/无机复合载体负载化催化剂及其乙烯聚合的研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭占军;PTFE长丝的研制及性能研究[D];浙江理工大学;2010年
2 田利辉;聚氨酯小框体外墙外保温体系研究[D];郑州大学;2010年
3 徐建伟;自然平衡流道中剪切诱导非平衡流动的CAE分析[D];郑州大学;2010年
4 王华;公路三维数学模型的建立与仿真实现[D];郑州大学;2010年
5 马文龙;水源井储量预估系统的研究与实现[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 冯正坤;双向拉伸膜用PA6切片基料质量的研究[D];湘潭大学;2009年
7 李红卫;陡倾顺层岩质高边坡变形破坏机理及防治措施的合理配置研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
8 曾武;叶片注射机成型PP/硅灰石填充体系的性能研究[D];华南理工大学;2010年
9 张鑫;单轴叶片挤出机中物料的形态演化及性能研究[D];华南理工大学;2010年
10 刘玮;水滑石改性聚酯的研究[D];北京服装学院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何红,朱复华;单螺杆挤出过程的亚宏观可视化技术与理论[J];工程塑料应用;2000年12期
2 彭炯,胡冬冬,陈晋南,谭惠民;同向双螺杆挤出机捏合段三维非等温流动的数值模拟[J];工程塑料应用;2002年01期
3 郭奕崇,朱复华,刘颖,阎宝瑞;同向双螺杆挤出固体输送现象的描述与分析[J];北京化工大学学报(自然科学版);1998年02期
4 曾广胜;瞿金平;冯彦洪;;振动场作用下聚合物的新型动态塑化熔融模型[J];材料研究学报;2006年01期
5 朱复华;单螺杆塑化挤出理论的研究——Ⅰ.挤出物理模型[J];高分子材料科学与工程;1986年03期
6 刘廷华,朱复华;啮合型同向旋转双螺杆挤出螺槽非充满的熔融理论研究 Ⅱ.模型的求解[J];高分子材料科学与工程;1997年06期
7 黄清;;啮合双螺杆挤出机的输送与混合特点[J];甘肃科技;2006年02期
8 克里斯·J·劳温达尔;耿孝正;;双螺杆挤出机的分析和实验评述[J];国外塑料;1988年01期
9 杨海波,童玉清,张立群;啮合同向双螺杆挤出机普通螺纹元件末端共混物的混合形态 Ⅰ.物料三维流动路径的计算[J];合成橡胶工业;2005年03期
10 杨海波,童玉清,张立群;啮合同向双螺杆挤出机普通螺纹元件末端共混物的混合形态 Ⅱ.混合形态的计算[J];合成橡胶工业;2005年04期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 邢应生;螺杆冷却时单螺杆挤出过程熔融机理及相变行为的可视化研究[D];北京化工大学;2004年
2 马秀清;双螺杆挤出过程轴向循环流理论分析及实验研究[D];北京化工大学;2001年
3 何红;单螺杆挤出的亚宏观熔融理论及可视化研究[D];北京化工大学;2000年
4 袁明君;单螺杆挤出的过程研究[D];北京化工大学;1997年
5 任冬云;双螺杆挤出的非充满熔融理论的研究[D];北京化工大学;1997年
6 刘廷华;双螺杆挤出可视化实验研究与非充满固体输送及熔融理论研究[D];北京化工大学;1995年
7 杨智韬;聚合物叶片挤出机熔体正位移输送和混合特性研究[D];华南理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 曾武;叶片注射机成型PP/硅灰石填充体系的性能研究[D];华南理工大学;2010年
2 张鑫;单轴叶片挤出机中物料的形态演化及性能研究[D];华南理工大学;2010年
3 蔡思琦;叶片挤出机固体物料的压实过程及机理研究[D];华南理工大学;2011年
4 梁畅;啮合同向双螺杆挤出过程S型元件螺杆构型的研究[D];北京化工大学;2003年
5 王锐;叶片注塑机塑化注射过程能量传递研究[D];华南理工大学;2010年
6 黄利;单轴叶片挤出机加工的PS/HDPE合金形态结构及性能的研究[D];华南理工大学;2010年
7 朱振轩;单轴叶片挤出机能耗特性的模拟研究[D];华南理工大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 瞿金平;;塑料加工成型技术的最新研究进展[J];中国工程科学;2011年10期
2 刘力铭;谭斌;刘树荣;曹素娇;于晓鹏;瞿金平;;叶片挤出机制备SF增强PP复合材料的性能研究[J];塑料工业;2011年12期
3 刘环裕;陈佳佳;刘伟锋;陈惠灼;陈福泉;张桂珍;瞿金平;;叶片挤出机制备PLA/MMT复合材料性能的研究[J];塑料科技;2013年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 晋刚;聚乙烯熔体在收缩流道中的拉伸流变行为研究[D];华南理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 陈华鑫;叶片挤出机加工的植物纤维/聚丙烯复合材料性能研究[D];华南理工大学;2011年
2 吴小鸿;拉伸形变支配的PET/蒙脱土纳米复合材料制备实验研究[D];华南理工大学;2011年
3 余晓鹏;叶片塑化输运中固态物料向固熔体系转变的模型化研究[D];华南理工大学;2012年
4 刘树荣;叶片塑化输运中物料由固熔体系向粘流态转变的模型化研究[D];华南理工大学;2012年
5 石颖青;叶片挤出机熔体输送段流场的数值模拟[D];华南理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 朱复华;双螺杆挤出机及其理论基础(连载之二)[J];塑料科技;1982年01期
2 于庆有,孙全颖,曲国阳;双螺杆塑料挤出机的设计要点[J];塑料科技;1989年06期
3 刘廷华,朱复华;双螺杆混合元件的特性及应用[J];塑料;1994年06期
4 陈岩 ,崔爱玲;全啮合双螺杆螺纹外形曲线形成过程的推导[J];中国塑料;1988年03期
5 王克坚,耿孝正;同向旋转共轭型双螺杆挤出机熔体输送特性的理论与实验研究[J];中国塑料;1988年03期
6 娄晓鸣;双螺杆挤出机传动系统设计及系列化探讨[J];中国塑料;1988年04期
7 刘光知;同向双螺杆挤出机啮合特性及其计算机辅助设计(CAD)[J];中国塑料;1993年01期
8 曹堪洲,秦家顺;平行双螺杆挤出机推力轴承及其设置[J];中国塑料;1993年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱复华,郭奕崇,袁明君,刘颖,邢应生,阎宝瑞;聚合物挤出理论与形态结构研究的有机结合——宏观及微观可视化在线研究[J];中国塑料;1998年03期
2 朱林杰,耿孝正;啮合异向双螺杆挤出过程聚合物粉料熔融可视化研究[J];北京化工大学学报;2000年01期
3 金志明,朱复华,高福荣;塑料注射成型熔融过程中的固相破碎现象[J];中国塑料;2003年02期
4 张晓东,史观一;成核剂含量对β晶相聚丙烯结晶与熔融行为的影响[J];高分子学报;1992年03期
5 朱诚身,王经武,杨桂萍,莫志深,李丽霞,杨宝泉;尼龙1010结晶与熔融行为的研究[J];高分子学报;1993年02期
6 梁伯润,潘利华,屠天民;PET/PPO共混物的结晶及熔融行为[J];东华大学学报(自然科学版);1995年03期
7 彭响方,瞿金平,曾慧;振动挤出对LDPE熔融结晶行为的影响[J];合成树脂及塑料;2000年05期
8 胡亚丽,张续柱;GFRP平衡管树脂基体配方的研究[J];华北工学院学报;2001年01期
9 危良才;无碱玻璃纤维池窑与玻璃熔融[J];云南建材;2001年01期
10 李润东,池涌,李水清,王雷,严建华,岑可法;城市垃圾焚烧飞灰熔融DSC-DTA实验研究[J];环境科学;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 于光;雷宇;;运筹管理学与相关学科的互引网络的科学计量研究[A];第三届(2008)中国管理学年会论文集[C];2008年
2 顾正华;唐洪武;刘贵平;刘旺;;感潮河网调水过程数值模拟的可视化[A];水力学与水利信息学进展 2009[C];2009年
3 杨玉成;洪苏玲;胡国华;黄江菊;柯霞;;EB病毒LMP1 C端真核表达载体的构建及其对靶向DNAzyme的荧光可视化筛选[A];2010全国耳鼻咽喉头颈外科中青年学术会议论文汇编[C];2010年
4 梁贞潜;沈兆麟;张春路;丁国良;;可视化制冷仿真软件编制的若干技术问题[A];上海市制冷学会二○○一年学术年会论文集[C];2001年
5 王敏;郭腾峰;王蒙;;路基土石方可视化调配系统研究[A];第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷[C];2002年
6 孙国庆;施木俊;雷永红;唐传政;;三维工程地质模型与可视化研究[A];湖北省土木建筑学会学术论文集(2000-2001年卷)[C];2002年
7 王家华;高海余;刘炳;;可视化蒙得卡罗分析与油气产量预报的风险评价[A];第七届全国数学地质与地学信息学术会议论文摘要汇编[C];2004年
8 王书中;由世俊;孙贺江;;直燃机仿真与可视化研究思路的探讨[A];全国暖通空调制冷2004年学术文集[C];2004年
9 吴晓莉;史美萍;;晶体生长实验流场数据的可视化研究[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
10 张曌;余轮;;基于VR技术的水利水文可视化防洪预警系统的研究[A];’2004系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 欧阳怡升 本报特约记者 王道升 申进科 ;“可视化后勤”改革一波三折[N];解放军报;2003年
2 ;功能强大的可视化工作站[N];计算机世界;2000年
3 孙小和;江苏移动实现“无形品牌可视化”[N];人民邮电;2004年
4 卫兴华(作者系中国人民大学教授);一项具有重大战略意义的理论研究和建设工程[N];中国改革报;2004年
5 ;中国物流理论研究十大热点问题[N];中国建材报;2003年
6 马书铭;要加强军事后勤理论研究[N];光明日报;2004年
7 作者为最高人民检察院检察理论研究所所长;加强理论研究是提高队伍素质的捷径[N];检察日报;2005年
8 阎民;美军加强理论研究新举措[N];解放军报;2001年
9 周军民;安全管理可视化[N];计算机世界;2002年
10 记者 李亚杰;进一步提高办刊质量和水平 大力推进党建理论研究和宣传[N];人民日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭奕崇;双螺杆挤出熔融理论的可视化研究[D];北京化工大学;1997年
2 汤仲安;矢量GIS线状实体等概率密度误差模型[D];武汉大学;2004年
3 黄孝章;编组站计算机辅助设计理论研究及系统实现[D];北方交通大学;1998年
4 王朝杰;铁、钌、锇对氮活化的理论研究[D];厦门大学;2003年
5 郭陟;可视化入侵检测研究[D];清华大学;2004年
6 彭晓东;磁化等离子体中的微观不稳定性及湍流理论研究[D];核工业西南物理研究院;2002年
7 王端武;国家安全生产保障理论及其应用研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
8 姚广涛;预混合压燃发动机混合气形成与燃烧过程研究[D];天津大学;2005年
9 张坚;一些硼烷离子及其衍生物的理论研究[D];吉林大学;2006年
10 解菊;类硅烯结构及反应的理论研究[D];山东大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陶长斌;可视化面向对象JAVA程序设计支持工具的研究[D];汕头大学;2001年
2 吴承文;冲压模可视化仿真模拟[D];浙江工业大学;2001年
3 苏君;面向可视化的温度场有限元分析建模原理、方法及实现技术研究[D];浙江大学;2002年
4 雷文平;旋转机械故障可视化和预测方法的研究[D];郑州大学;2003年
5 顾卫江;基于过程的可视化人机交互决策系统技术研究[D];南京理工大学;2003年
6 陈世昌;单环路系统传动与可视化设计研究[D];西安理工大学;2004年
7 李敦峰;可视化集成专家系统开发工具的设计与实现[D];昆明理工大学;2004年
8 辛欣;水淹层多资料可视化交互解释系统研究[D];吉林大学;2004年
9 康力;天线结构优化过程可视化研究与软件开发[D];西安电子科技大学;2004年
10 田禾;关于二维非稳态导热的可视化研究[D];天津师范大学;2003年
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