聚合物挤出加工中有关温度分布计算、测量、控制方法概述

本文介绍了聚合物挤出加工中关于温度分布的研究进展，对温度分布计算方法进行了分析对比，说明了各种方法的适用范围。同时对各种温度测量方法作了简要介绍，说明了测量方法特性，最后对温度控制方法进行了分析，介绍了各种方法的应用。系统分析后认为，采用数值模拟方法是温度分布计算的发展方向。     

塑料挤出成型过程中熔体温度测量和控制

综述了塑料挤出过程中,高聚物熔体的温度分布对成型制品质量的影响,并介绍了目前温度测量方法、温度传感器的选择及其适用范围,接着在熔体温度测量的基础上,介绍了现今熔体温度控制的方法和发展状况,并对各种控制方法作了比较,最后,对智能控制在塑料挤出过程中的应用前景进行了展望.     

井筒温度和压力的测定

在对国内外井筒温度、压力预测方法调研的基础上,确定了预测空心杆抽油机井井筒压力、温度分布的方法。针对抽油机井井筒空心杆掺热流体和空心杆电加热两种不同的伴热方式进行了分析,分别建立了预测井筒温度、压力分布数学模型。通过对井筒中流体的各种物性参数对井筒温度、压力分布的影响的分析,采用了迭代法进行井筒温度、压力分布的数值计算,并用计算机程序成功求出了井筒中流体的压力分布和温度分布,最终利用程序运行出来的数据分别绘制出了井筒温度和井筒压力分布曲线并对其进行分析和评价。     

370密炼机密炼室温度场分析

通过有限元分析方法，对密炼机炼胶过程中的温度场温度分布做了分析和模拟，介绍了各种基本计算方法和计算公式，如传热、瞬态传热、对流换热系数等。模拟了胶料在密炼机室中的升温过程。该方法可预测密炼机排胶温度、排胶时间等。     

化工原理传热教学中的一点体会

本通过两道例题，说明了圆筒壁内的温度分布曲线和逆流换热器中冷、热流体沿传热面的温度分布曲线的正确画法，所用的方法并不是数学上的定量计算，而是运用传热基本方程武进行定性分析，由此加深学生对传热基本规律的理解。     

换热器工艺设计及计算的探讨

介绍用图解积分法进行换热器工艺的程序化计算方法 ,此法具有简捷、精确的优点 ,且同时可获得换热器内流体的温度分布数据 ,有助于对传热机理的分析。     

基于ANSYS的LNG管道保冷结构分析

介绍了LNG管道保冷结构以及保冷层厚度的计算方法,应用有限元分析软件对LNG低温长输管道进行了稳态热力分析。在计算管道截面温度场时,采用保冷层材料导热系数随温度变化和平均导热系数两种方法进行模拟。研究结果表明温度分布基本相同,而热流密度值不同。     

燃料电池内部温度接触式测试技术进展

温度分布是评估燃料电池性能的一个重要参数,获得燃料电池内部的温度分布对提高电池的性能、改进电池的结构以及电池的模拟有重要的指导意义.介绍了燃料电池温度分布的各种实验测试技术,对接触式温度测试技术在燃料电池内的应用进行了综述,分析并评述了各种测试方法的优缺点以及适用范围.     

挤出机螺槽内物料温度分布的实验研究

将热电偶置入销钉挤出机的改造后的销钉内,从而测量了挤出机螺槽内物料的温度分布。由所得实验结果讨论了物料温度变化的原因及其影响因素,并对实验误差进行了详细分析,最后就实验方法和温度测量方法给出改进措施。     

容器内可燃气体燃爆温度与压力的计算方法

对容器内可燃气体爆炸过程进行了热力学分析,得出可燃气体在容器内爆炸前后物质热力学能保持不变的结论。根据化工热力学能量守恒方程,推导出了两种容器内可燃气体爆炸温度和压力的计算方法。对几种可燃烃类气体进行了计算,其计算结果与文献值和实验值进行了比较分析,结果表明:燃爆温度的计算偏差为9.14%～11.15%,爆炸压力的计算偏差为5.84%～12.21%,说明了计算方法的有效性和实用性。结合计算实例对两种计算方法进行了阐述,计算结果基本一致。     

基于可压缩气辅的聚合物挤出成型非等温黏弹数值分析

基于气体具有可压缩性特点提出了可压缩气辅挤出概念,为探明气辅挤出中可压缩气体对聚合物熔体挤出成型的影响建立了熔体和压缩气体两相流模型,利用有限元计算方法对可压缩气辅的聚合物挤出成型进行了非等温黏弹数值模拟,并对比分析了传统无气辅和可压缩气辅挤出的物理场分布情况。研究表明,气辅挤出中的气体密度分布不是恒定值,而是随压力和温度空间分布变化,并且在引入气体层以及气体可压缩性后,可压缩气辅挤出与传统无气辅挤出方法相比在各物理场分布上存在较大的差异,当可压缩气体入口压力逐渐增大时熔体挤出收缩程度明显增大。该结果与实验一致,这些是传统无气辅挤出模拟无法体现出来的。     

双螺杆挤出过程数值模拟研究进展

在聚合物的双螺杆挤出过程的研究中，采用数值模拟的方法可以克服传统实验方法的局限，可为挤出机的设计加工提供参考。回顾了近年来国内外对双螺杆挤出过程数值模拟的研究成果，介绍了一维数学模型和三维数学模型对挤出过程进行数学描述的优缺点，从双螺杆挤出机内部的流场特性、瞬态混合性能、停留时间分布以及反应挤出等方面综述了相关研究进展，并对双螺杆挤出过程数值模拟的今后发展方向进行了展望。     

Polyflow逆向挤出功能在异型材口模设计中的应用

比较了Polyflow用于挤出口模数值模拟的两种方法,即逆向挤出与给定口模的数值模拟,并介绍了Polyflow逆向挤出功能的基本过程;然后以一个典型十字型异型材的挤出口模设计为例,详细介绍了如何用Polyflow软件的逆向挤出功能对口模形状和尺寸进行数值预测。     

单螺杆挤出过程熔体输送段数值模拟方法

综述了应用于螺杆挤出成型过程熔体输送段数值模拟的各种计算方法，根据挤出过程聚合物流场控制方程，介绍了几种有代表性的聚合物本构关系，包括线性黏弹性和非线性黏弹性本构方程。概述了有限差分法、有限元法、有限体积法和边界元法等数值计算方法的特点和应用范围，并针对聚合物熔体流动模拟中的迭代收敛性和稳定性、耦合和解耦合、高Weissenberg数等问题进行了讨论，指出应该根据研究目的和实际情况选择适宜的本构方程和数值方法。     

Conjugate thermal simulation for sheet extrusion die

The thermal effects on manifold temperature uniformity and output flow uniformity are important for polymer extrusion die design. Lin and Jaluria (Lin and Jaluria, Polym. Eng. Sci., 37, 1582 (1997)) has carried out a numerical study on conjugate heat transfer for extrusion polymer flow under the assumption that the die body surface is in uniform temperature or heat transfer coefficient. In this study, we have solved the non‐uniform body surface temperature as part of the simulation solutions based on heat flux boundary conditions (including radiation and convection heat transfer). The body temperature is computed in conjugated with the melt polymer flow with non‐linear viscous shear heating effect. The relative tough thermal conditions are set to test uniformity of the temperature distribution on the manifold wall. We also give the results of the heat transfer effect on the flow velocity distribution. POLYM. ENG. SCI., 54:682–694, 2014. © 2013 Society of Plastics Engineers     

熔体挤出速度对共挤吹塑型坯离模膨胀影响的数值模拟

基于三维非等温黏弹性熔体多相分层流动有限元数值模拟技术,模拟研究了熔体挤出速度对多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀和初始温度场的影响规律,揭示了型坯离模膨胀的产生机理。结果表明,多层共挤吹塑成型环坯离模膨胀是由熔体的二次流动诱发而产生,与熔体流出机头进入自由膨胀段的二次流动强度成正比,而其二次流动强度随着熔体挤出速度的增大而增强,因而导致环坯离模膨胀随着熔体挤出速度的增加而增大;多层共挤吹塑成型熔体的二次流动强度与其第二法向应力差成正比关联关系,这与Debbaut的试验研究结论完全吻合,表明二次流动是由第二法向应力差驱动而产生。     

数值模拟在研究高分子材料结构与性能方面的应用

介绍了高分子材料结构与性能方面计算机数值模拟的种类、常用方法、研究的主要方向、趋势、涉及的材料等。在简略介绍对高分子材料结构的分子模拟方法的同时,重点介绍了在高分子材料宏观性能计算机模拟中,有限元方法应用的主要领域及其有关问题。并以高分子共混物中添加相粒子的不同分布状态下组元模型的选取以及建立为例,介绍了采用有限元方法研究高分子材料的相关性质时如何初步建立与实际较为相符的模型。     

Numerical analysis of polymer melt flow in the nipping region

In the extrusion coating process, it has never been revealed how a polymer melt flows near the nipping region and how the cooling process occurs. We created a numerical simulation program for the polymer melt flow near the nipping region using the finite element method. Numerical results showed the effects of many individual factors (e.g. line speed, melt thickness, extrusion temperature, shear‐thinning property, etc.) on the cooling process and polymer melt flow near the nipping region. It was found that a polymer melt buildup that can be observed between two calender rolls in the sheet forming process also formed in the extrusion coating process, and that the amount of polymer melt buildup (bank) depended upon the coating condition. It was found that not only line speed and melt thickness contribute to the extrusion coating process significantly, but also the rheological property has an effect on the process.     

在挤出机口模中聚合物不稳定流动的模拟

对挤出机口模流道中高聚物的流动情况进行了分析。引用高聚物黏弹性流体本构方程,建立了高聚物在挤出机机头口模中流动的数学模型。用MathCAD软件对该模型进行了数值模拟,结果表明:机头压力、材料的松弛时间以及口模流道的几何尺寸对高聚物在机头中应力张量的变化影响较大,适当调整口模流道尺寸会有利于高聚物的稳定挤出。