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《浙江大学》 2006年
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双螺杆挤出机中局部停留时间分布研究

宋晓波  
【摘要】:双螺杆挤出机是聚合物加工的一种重要设备。物料在双螺杆挤出机中的停留时间分布(RTD)是表征其混合的一个重要参数,它反映了物料在热、剪切或化学条件下的历史。全局停留时间分布(TRTD)表征整个挤出机的混合和输送能力。而局部停留时间分布(LRTD)反映物料在挤出机中某一区域如一个或几个元件组合的混合与流动情况。 通过设计含有不同元件的螺杆构型,利用自行研制的检测装置在线测量双螺杆挤出机某一位置的部分停留时间分布(PRTD)。对两个不同位置的PRTD进行去卷积运算,获得了两个测量位置区间内不同角度捏合块元件、齿形盘元件以及人字形元件的LRTD。同时将齿形元件RTD的时间域转化成螺杆转数和物料体积,得到停留转数分布(RRD)和停留体积分布(RVD)。 析因法分析螺杆转速、喂料速率和错列角度对捏合块元件PRTD曲线的延迟时间和平均停留时间的影响,发现转速最大,角度和比产率接近;错列角度、螺杆转速和比产率三因素之间两两存在交互作用,对于延迟时间,交互作用影响的程度大小的顺序为:角度与比产率转速与比产率角度与转速;而对于平均停留时间,比产率与转速角度与比产率角度与转速。 去卷积计算得到的捏合块元件和齿形盘元件的LRTD结果分析表明,LRTD曲线的最短停留时间(延迟时间)、平均停留时间及轴向混合程度均随螺杆转速和喂料速率提高而减小;相同的流量比产率(Q/N)条件下,无因次化LRTD曲线重合,从而获得了反映捏合块元件的本征混合能力的停留时间分布。将齿形盘元件RTD的时间域转化成螺杆转数和物料体积数,发现特定的螺杆构型下,相同Q/N的RRD和RVD曲线也重合;进一步将RVD曲线最小停留体积(延迟体积)归零,不同操作条件下的RVD曲线趋于一致,说明RVD曲线形状不依赖于操作条件,而仅仅取决于螺杆构型。 不同的元件的LRTD对比研究发现,直齿形盘元件的延迟时间最长,曲线最宽,混合状况最好;30°捏合块的输送能力最好,延迟时间最短,混合效果最差;而人字形元件LRTD曲线的延迟时间介于30°捏合块和60°捏合块之间,
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ315

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 方辉;同向双螺杆捏合盘混炼段混合性能与接枝反应挤出关系的研究[D];北京化工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张伟;同向三螺杆挤出机的混炼性能评价[D];北京化工大学;2011年
2 曹利;高扭矩高啮合比同向双螺杆挤出机挤压系统设计原理及性能研究[D];北京化工大学;2012年
3 王丽;多元复合聚丙烯体系性能研究[D];东北石油大学;2012年
4 喻慧文;同向非对称自洁型双螺杆挤出过程混合机理与实验研究[D];湖南工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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2 王蓉,耿孝正;同向旋转双螺杆挤出机捏合盘元件的熔体输送特性及混合机理的研究[J];中国塑料;1990年01期
3 尹燕玲,耿孝正;啮合同向双螺杆挤出过程六棱柱元件三维流场分析[J];中国塑料;2002年04期
4 郭强,耿孝正,张沛;同向啮合双螺杆挤出过程固体输送可视化研究——螺纹元件中的粒料输送[J];中国塑料;1998年03期
5 张胜国,张沛,耿孝正;用均匀设计方法优化啮合同向双螺杆挤出过程运转条件[J];中国塑料;1998年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王炉钢;双螺杆挤出机停留时间分布的在线测量[D];浙江大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 张晓云,谈桂春,李永先;2002年我国工程塑料加工技术进展[J];工程塑料应用;2003年06期
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7 伊大龙;罗兵;袁捷朝;;响应曲面法优化啮合同向双螺杆挤出机固体输送段主机功率消耗和固体输送量的研究[J];工程塑料应用;2010年11期
8 何亮;;锥形双螺杆挤出机螺杆的优化设计[J];工程塑料应用;2012年04期
9 李文;潘家祯;许洪朋;;木质纤维素类生物质转化生物乙醇预处理B2B工艺的发展研究[J];安徽农业科学;2009年07期
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
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3 徐斌;修慧敏;钟轶泠;楼政;;二次悬浮聚合树脂的合成及应用技术探讨[A];湖北省电机工程学会电厂化学专委会2007年学术年会论文集[C];2007年
4 徐克非;李德溥;;双螺杆挤压机操作参数对加工质量影响的研究[A];2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 庄辉;长纤维热塑性复合材料的制备,性能和成型[D];华东理工大学;2011年
2 黎珂;基于流场作用的聚丙烯基多相体系形态演变与性能研究[D];华南理工大学;2011年
3 钱欣平;生物表面活性剂的合成及其促进有机物降解的研究[D];浙江大学;2002年
4 袁月明;气吸式水稻芽种直播排种器的理论及试验研究[D];吉林大学;2005年
5 杨海波;啮合同向双螺杆挤出机分散混合性能的数值模拟研究[D];北京化工大学;2006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 袁锐;精密播种机开沟器对种子触土后位移的控制及部件的研究[D];吉林大学;2006年
8 吴莉莉;阴离子聚合反应挤出工艺过程的数值模拟[D];山东大学;2007年
9 贾九红;胶泥缓冲器的耗能机理研究与设计[D];上海交通大学;2007年
10 刘赫扬;苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺耐热树脂制备及其反应挤出过程研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田薇薇;导电聚苯胺基吸波复合材料的制备及性能研究[D];沈阳理工大学;2010年
2 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
3 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
4 杨银初;双螺杆榨油机关键设计技术的研究[D];武汉工业学院;2010年
5 王兮希;无卤阻燃PC/ABS共混体系的加工工艺与性能研究[D];复旦大学;2011年
6 袁捷朝;同向双螺杆挤出机固体输送段的影响因素研究[D];北京化工大学;2011年
7 张伟;同向三螺杆挤出机的混炼性能评价[D];北京化工大学;2011年
8 周炳斌;啮合同向双螺杆强分布混合元件和压力控制元件的设计及性能研究[D];北京化工大学;2011年
9 黄凤春;同向双螺杆强分散混合元件与拉伸元件设计及混合性能研究[D];北京化工大学;2011年
10 王小龙;嵌入式行星螺杆挤出机内流动与混合行为研究[D];湖南工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 瞿金平,吴启保,彭响方,晋刚;振动力场下填充聚合物挤出过程研究[J];工程塑料应用;2000年03期
2 刘光晨,李继刚,张跃华,徐明柱,方荣泉;马来酸酐接枝聚乙烯在铝塑复合管上的应用研究[J];工程塑料应用;2001年12期
3 戈明亮,徐卫兵;插层法制备聚合物/蒙脱土纳米复合材料的研究进展[J];工程塑料应用;2002年05期
4 王文一,王国全,陈建峰,曾晓飞;PP/EPR/纳米CaCO_3三元共混体系的研究[J];工程塑料应用;2003年08期
5 严海彪,胡圣飞,郦华兴;加工工艺对PP/纳米CaCO_3复合材料性能的影响[J];工程塑料应用;2004年01期
6 刘国强,瞿金平,杜立刚,曹贤武,俞国华;正弦脉动流场对CaCO_3在PP熔体中的分散作用[J];工程塑料应用;2004年04期
7 吴炅;杨春兵;高志秋;章玉斋;陶炜;金文兰;何长征;;双螺杆挤出机螺杆组合对GFRPA66力学性能的影响[J];工程塑料应用;2005年11期
8 毕超;江波;;往复式单螺杆销钉挤出机停留时间分布研究[J];工程塑料应用;2007年12期
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10 陈现景;岳云龙;于晓杰;祝一民;;界面改性方法对玻纤增强聚丙烯复合材料力学性能的影响[J];玻璃钢/复合材料;2008年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张广成;聚烯烃的反应挤出研究[D];西北工业大学;2001年
2 陈晓梅;聚丙烯/尼龙66/接枝聚丙烯/石墨二元及多元导电纳米复合材料的研究[D];四川大学;2002年
3 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
4 杨海波;啮合同向双螺杆挤出机分散混合性能的数值模拟研究[D];北京化工大学;2006年
5 王丽;高性能同向旋转双螺杆挤出机的开发及其脱挥理论的研究[D];北京化工大学;1999年
6 钱百年;啮合同向双螺杆挤出过程中聚合物共混体系流变相态学及其群子统计理论的研究[D];北京化工大学;1998年
7 张先明;挤出过程停留时间分布的实验研究和数值模拟[D];浙江大学;2008年
8 吕品;膨胀型阻燃聚丙烯复合材料制备、性能与机理的研究[D];中国科学技术大学;2008年
9 方辉;同向双螺杆捏合盘混炼段混合性能与接枝反应挤出关系的研究[D];北京化工大学;2007年
10 张凌燕;硅酸盐矿物增韧增强聚丙烯复合材料试验研究[D];武汉理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王宁;PA66/RCT/rPET/滑石粉复合材料的研究[D];郑州大学;2010年
2 刘永参;渐开线圆柱小齿轮的修形设计及动力学仿真分析[D];太原理工大学;2011年
3 刘明磊;正交试验设计中的方差分析[D];东北林业大学;2011年
4 王玮;PP/mica复合材料界面增强作用及机理研究[D];合肥工业大学;2002年
5 周治国;聚丙烯改性研究[D];浙江工业大学;2003年
6 王炉钢;双螺杆挤出机停留时间分布的在线测量[D];浙江大学;2005年
7 朱胜杰;聚丙烯的结晶细化及性能改性研究[D];青岛科技大学;2005年
8 顾圆春;PP/弹性体/无机纳米粒子三元复合材料结构与性能的研究[D];青岛科技大学;2005年
9 仰大勇;多单体固相接枝聚丙烯及其在聚丙烯/滑石粉复合材料中的应用[D];华中科技大学;2005年
10 王苇;不同立体规整性聚丙烯的合成及改性研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 田军;马秀清;武学伟;李彦辉;;捏合盘错列角和厚度对聚丙烯降解的影响[J];中国塑料;2010年08期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
2 安瑛;连续混炼机混合性能及制备碳纳米管/环氧树脂复合材料的研究[D];北京化工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张伟;同向三螺杆挤出机的混炼性能评价[D];北京化工大学;2011年
2 田军;啮合同向双螺杆构型对聚丙烯降解影响的研究[D];北京化工大学;2010年
3 庞军舰;三螺杆挤出机混合特性的数值模拟和实验研究[D];北京化工大学;2012年
4 蒋兆寅;玻纤增强改性工艺及螺杆组合研究[D];北京化工大学;2012年
5 王欣;柠檬酸原位增容PPO/PA66合金化工艺的研究[D];北京化工大学;2012年
【二级参考文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李鹏;啮合同向双螺杆挤出机捏合块流道流场分析[D];北京化工大学;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋晓波;许忠斌;冯连芳;张先明;;齿形盘元件的局部停留时间分布[J];中国塑料;2006年02期
2 胡冬冬,陈晋南;啮合同向双螺杆挤出机中组合螺杆性能的数值研究(Ⅰ)瞬态流场分析[J];中国塑料;2005年03期
3 胡冬冬,陈晋南;啮合同向双螺杆挤出机中组合螺杆性能的数值研究(Ⅱ)混合特性分析[J];中国塑料;2005年06期
4 野口明德;蔡绍真;;挤出加工和双螺杆挤出机[J];包装与食品机械;1986年04期
5 李瑞珍;;聚合物反应性挤出技术开发动向[J];国外塑料;1993年02期
6 刘英俊;凌伟;;新型PP填充母料的开发及应用[J];现代塑料加工应用;1993年02期
7 李金钊;楼晓鸣;;国内外塑料造粒机的现状及发展方向[J];中国塑料;1997年02期
8 胡冬冬;陈晋南;;双螺杆挤出机流场数值模拟中流道进出口边界条件的探讨[J];计算机与应用化学;2005年12期
9 宋俊;程博闻;纪秀杰;藏洪俊;;双螺杆挤出机纺制的纤维素纤维[J];高分子通报;2010年08期
10 汪如水;;双螺杆一步法溶纺工艺通过鉴定[J];精细化工化纤信息通讯;2002年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 任慧芳;;双螺杆挤出机的研究进展[A];巨化集团公司化工学会论文集(九)[C];2011年
2 杨志文;董海生;阮孟法;;双螺杆挤出机设计探讨[A];环保型涂料及涂装技术研讨会论文集[C];2000年
3 李世通;娄晓鸣;;塑料新产品开发中同向双螺杆挤出机组适应性分析[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年
4 周光大;曹堃;姚臻;李伯耿;;双螺杆挤出机捏合段的停留时间分布与回流研究[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2006年
5 何杰;张吉鲁;王喜梅;李学;;GF/TLCP/PES热塑性复合材料研究[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
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7 张先明;许忠斌;宋晓波;冯连芳;胡国华;;双螺杆挤出机中的全局与局部停留时间分布[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
8 李世通;;同向双螺杆挤出机的二次技术开发及应用[A];PPTS2005塑料加工技术高峰论坛论文集[C];2005年
9 陈合玉;俞炜;周持兴;;同向旋转双螺杆挤出过程的模拟软件的开发与研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
10 宋俊;程博闻;纪秀杰;藏洪俊;;双螺杆挤出机纺制的纤维素纤维[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 戴仲尧;塑料机械市场走强 [N];中国工业报;2004年
2 任冬云;国外塑料加工设备及技术发展新动向[N];中国化工报;2002年
3 刘燕秋;用新技术拓展塑机市场[N];中国化工报;2003年
4 韦亚峰;双星时风轮胎公司下月投产[N];中国工业报;2003年
5 王惠群 赵延伟;高含量淀粉降解挤出片材机组研制成功[N];中国包装报;2004年
6 郁红;四大新技术推动异型材业发展[N];中国化工报;2004年
7 木工;国际塑木复合材料加工机械最新进展[N];中国建材报;2004年
8 北京市化工研究院 罗道友;高性能玻纤增强工程塑料产业链技术的探讨[N];中国建材报;2004年
9 ;科技铸辉煌[N];中国质量报;2004年
10 李嘉 本报记者 吕松华;联塑——缘何成为塑胶行业的航母[N];大众科技报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张先明;挤出过程停留时间分布的实验研究和数值模拟[D];浙江大学;2008年
2 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
3 李军;聚合物改性沥青多相体系形成和稳定的研究[D];中国石油大学;2008年
4 龚光碧;丁苯透明抗冲树脂的合成及性能[D];西北师范大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋晓波;双螺杆挤出机中局部停留时间分布研究[D];浙江大学;2006年
2 何家波;泥料在双螺杆挤出机中的运动机理研究[D];景德镇陶瓷学院;2012年
3 滕庆明;双螺杆挤出机传动系统的方案比较和强度分析[D];北京化工大学;2008年
4 孔凡涛;双螺杆挤出过程动态混合质量的量化研究[D];北京化工大学;2008年
5 张然;木塑复合材料制备及其界面性质研究[D];天津大学;2008年
6 谢芳芳;基于支持向量机的故障诊断方法[D];湖南大学;2006年
7 井延波;双螺杆挤出机控制系统研究[D];山东科技大学;2007年
8 田军;啮合同向双螺杆构型对聚丙烯降解影响的研究[D];北京化工大学;2010年
9 王凤娟;PP/POE共混体系在双螺杆挤出过程中的相结构演变研究[D];天津大学;2008年
10 李彦辉;啮合异向双螺杆混合功能区的研究[D];北京化工大学;2010年
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