6I型转子密炼机流场瞬态流动分析

采用瞬态流场分析方法,对6I型转子密炼机的流场和转子进行分析,得到不同时刻流场速度矢量图、剪切速率云图,以及特殊点的速度与压力曲线,并对不同位置的流线进行分析。结果表明,密炼机中间混合区的流场混合不只受到棱顶的挤压作用,棱部前端产生的推进流也会促进该区域的混合;转子长棱两端的泄流作用使得棱部产生弯曲变形,这大大影响了转子棱部的应力分布;转子棱顶部的形状会很大程度影响转子工作时的轴心位置,以及棱根部的应力分布;长短棱的轴向泄流虽然不利于棱部拖拽流的形成,但是泄流对于整体的混合流动具有积极作用,中棱处能产生最多的螺旋上升流,无论位于何处都可以汇聚大量流体并引导其轴向流动。     

6Ⅰ型转子密炼机流场瞬态流动分析

采用瞬态流场分析方法,对6I型转子密炼机的流场和转子进行分析,得到不同时刻流场速度矢量图、剪切速率云图,以及特殊点的速度与压力曲线,并对不同位置的流线进行分析。结果表明,密炼机中间混合区的流场混合不只受到棱顶的挤压作用,棱部前端产生的推进流也会促进该区域的混合;转子长棱两端的泄流作用使得棱部产生弯曲变形,这大大影响了转子棱部的应力分布;转子棱顶部的形状会很大程度影响转子工作时的轴心位置,以及棱根部的应力分布;长短棱的轴向泄流虽然不利于棱部拖拽流的形成,但是泄流对于整体的混合流动具有积极作用,中棱处能产生最多的螺旋上升流,无论位于何处都可以汇聚大量流体并引导其轴向流动。     

基于流固耦合的密炼机转子瞬态工作特性研究

采用双向流固耦合计算方法,对密炼机转子系统进行瞬态模拟分析。转子应力从转子棱顶到转子根部逐渐增大,最大值出现在轴肩部位,而此部位并没有发生转子形变;最大变形出现在棱顶部位;转子棱部等效应力的最大值远小于转子轴部,最大等效应力出现在长棱和短棱相接区域;棱部最大变形的部位是流体具有最大速度的区域。通过对转子瞬态变形曲线分析发现异向转子更稳定,两种转向转子最小变形值趋势一致,但最大变形量差距较大,异向转子变形量较同向转子波动范围更小且异向转子应力分布相对集中,这也有利于提高转子的使用寿命。     

密炼机二维流场的流固耦合分析

采用流固耦合模型模拟四棱和二棱同步转子密炼机二维流场,并对流场的压力、速度和剪切应力进行有限元分析.分析结果表明,在同等条件下,四棱同步转子比二棱同步转子能产生更大的胶料混炼压力区,因此其对胶料的剪切效果优于二棱同步转子.     

6WI型转子密炼机瞬态工作特性分析

为分析转子轮廓对流场流动的影响,建立了流场的网格模型,采用瞬态流场分析方法,提取流场内特殊位置的数据,得到瞬态流速、压力与剪切率的变化曲线,以及特殊点所在平面的速度云图,并进行对比分析。发现在流场中央混合区,高速区受棱顶剪切流作用为主,低速区受棱部推进流作用显著;混合区左右转子的啮合作用对于高速区混合作业具有积极作用,对低速区混合作业具有消极作用;转子与外壁的啮合作用不会直接产生流体剪切,而是由间隙产生的拖曳流对流体进行剪切作用;长棱顶部产生的螺旋上升流具有轴向高速特征,是流场轴向流动的主要驱动力,也是流体循环流动的重要部分。     

4WS型转子密炼机气液两相流场分析

采用瞬态计算方法与滑移网格技术,对4WS型密炼机流场全填充条件与气液两相条件进行对比分析。结果表明,全填充条件下,流场的最大速度以及最大剪切速率均位于转子棱顶位置,压力最大正压位于转子推进区,最大负压出现在背压区,转子棱顶掠过部位具有较高的混合指数,背压区混合指数最低;气液两相条件下,胶料流出两侧密炼室时几乎没有扩散流动,速度与剪切速率最大位置不仅位于转子棱顶,还存在于两侧密炼室内胶料相与空气相交界面处,左右密炼室胶料群内具有较高的混合指数,且没有明显分布规律。     

电磁动态密炼机四棱异步剪切型转子的设计及模拟分析

设计电磁动态密炼机四棱异步剪切型转子,建立在电磁振动条件下转子的三维数学模型,并运用专业流体软件Polyflow动态模拟分析转子流场的压力场、速度场、剪切速率分布、粘度分布、混合指数分布和浓度场。结果表明:在电磁振动条件下,转子流场出现最高压力、最大速度、最大剪切速率和最大质量浓度的时间缩短,转子突棱处的粘度很小,转子平滑处的粘度较大,混合指数较小,从而使胶料快速完成混炼,提高混炼效率,降低混炼能耗。     

同步6WⅠ型密炼机转子棱变形分析

采用双向流固耦合计算方法,对同步异向6WⅠ型转子密炼机在3种转速下的棱顶端点变形进行模拟计算,得到转子棱顶端点瞬态变形量与相应的变形规律.计算结果表明,转子棱波动呈周期性规律变化,转速越高,相邻的2个波动极值周期越短.随着转速不断升高,左转子最大变形多位于长棱中部,而右转子变形量最大值位于长短棱交界面处.整体看来,右转...     

啮合型连续混炼机转子流场分析与转子几何造型的理论研究

建立啮合连续混炼机转子的三维非牛顿等温流场模型，并进行流场分析。利用ANSYS软件进行数值模拟，得到流场的压力场、速度场和粘度场，用自编程序对转子流场中的回流量、越过转子棱的流量和平均剪切应力进行了计算，并对转子的几何参数对转子的流场混炼效果的影响进行讨论。     

基于Polyflow的密炼机六棱同步转子流场的三维动态模拟研究

建立密炼机六棱同步转子的物理、数学和有限元模型,运用有限元分析软件Polyflow对其混炼流场进行三维动态模拟,分析混炼过程胶料压力场、速度场、剪切速率场、粘度场和混合指数分布。结果表明:在六棱同步转子棱推进面存在一个高压区域,而在棱的背面存在一个低压区域,对胶料的分散有利;在胶料流动过程中,在转子之间主要是剪切和拉伸流动行为,而在其他区域则以剪切流动为主。     

基于流固耦合的大型卧螺离心机数值模拟及实验研究

采用ANSYS软件建立了卧螺离心机整机的流固耦合有限元模型,并通过流固耦合数值模拟分析得到了卧螺离心机负载工况下的滞后量、离心液压随转速变化关系以及转子系的真实应力状态。结果表明,离心机内部流场最大压力位于进料分布器出口段的转鼓内壁面处,转子系最大位移发生在螺旋输送器中部、最大应力位于螺旋叶片根部与螺旋筒体连接处,在正常工况下均满足强度、刚度要求;振动测试试验得到的临界转速与数值模拟结果相一致,验证了有限元模拟的准确性,并针对卧螺离心机独特的双转子结构提出测定副临界转速来推算临界转速的方法。     

基于流热固耦合的熔盐泵转子动力特性分析

用ANSYS软件模拟了熔盐泵转子的应力与变形,研究了不同介质流量下非定常流动对转子部件的影响,考察了泵转子结构的模态性能. 结果表明,转子温度自叶轮部件沿泵轴向轴承逐渐降低,不同介质流量下叶轮内的最大等效应力均出现在叶片进口边与前盖板的结合处,泵轴与轴承的配合处出现了明显的应力集中,转子部件的最大变形出现在叶轮边缘,且最大等效应力和变形量均随介质流量增大而减小,设计流量下转子部件最大等效应力和总变形量的变化幅度最小,添加预应力后转子部件前6阶固有频率增加,但振幅变化不大,流量对转子部件模态性能的影响较小.     

Evaluation of the mixing performance for one novel twin screw kneader with particle tracking

In this article, a novel continuous twin‐screw kneader was proposed. The end‐cross section of the screw rotor consists of convex arcs and cycloidal curves and the rotors profiles were presented. The mixing performance of the novel twin screw kneader was simulated using finite element method (FEM) combined with mesh superimposition technique (MST). Statistical analysis was carried out for flow field using particle tracking technique to research the effect of geometry parameters and working parameters on the mixing performance. To study the dispersive mixing performance, specifically the maximum shear rate, maximum shear stress, maximum mixing index, residence time distribution (RTD) and RTD density function of tracer particles, and dispersive mixing is evaluated using the mixing index in combination with the shear stress. The results show that the changes of centre distance between female and male rotor have little influence on dispersive mixing performance, the lead of rotor has little effect on maximum shear stress and maximum shear rate, while it has an obvious effect on mixing index, cumulative RTD, and RTD density function. The rotor speed has obvious influence on mixing performance, and average residence time of material decreases greatly and the mixing ability is weakened, while the self‐cleaning performance of rotor improved obviously with the increasing of rotor speed. POLYM. ENG. SCI., 54:2407–2419, 2014. © 2013 Society of Plastics Engineers     

一起轴流压缩机振动间歇波动故障分析与处理

在工况稳定的条件下,一台轴流压缩机间歇性地出现剧烈的振动波动。通过分析轴流压缩机振动波动前后的波形、频谱和轴心轨迹等特征,确诊转子发生明显的油膜涡动,且涡动频率与转子一阶固有频率接近是出现剧烈波动的主要原因。通过更换老化的静叶O形圈来消除静叶与转子间的摩擦以减小扰动力,并缩小进气侧轴承顶隙以提高轴承稳定性,轴流压缩机的振动间歇波动就可完全消除。     

双转子连续混炼机混炼过程分析

分析了双转子连续混炼机工作原理和影响剪切速率、剪切应力大小的因素,提出最大剪切应力出现在转子混炼段螺棱的顶部,其大小与转子的结构、操作条件有关。适当降低转子混炼段螺棱宽度和转子与料筒的间隙,提高转子转速,可以有效地增强转子对物料的剪切作用。     

Rheology of miscible polymer blends with viscoelastic asymmetry and concentration fluctuation

How the viscoelastic asymmetry affects the concentration fluctuation and its manifestation in rheology of miscible polymer blends are examined in this work. The linear viscoelastic stress of polymer blends is divided into the components stress and the stress due to concentration fluctuation. The dynamic coupling between the fluctuation in concentration and the stress is represented by the two-fluid model, which is linearized and solved under small amplitude oscillatory shear to give the concentration fluctuation induced stress. A strong influence of components’ viscoelasticity on the concentration fluctuation is clearly demonstrated in the viscoelastic asymmetric system through the enhancement in the elastic modulus at low frequency. The decisive parameter is the viscoelastic length which depends mainly on the dynamic asymmetric parameter and the zero shear viscosity of blends. It is also found that the dynamic coupling effect gradually fades as it gets close to the spinodal point, where pure concentration fluctuation dominates. The dynamic moduli due to the concentration fluctuation at spinodal point exhibits the same power law dependence on oscillatory frequency, which is a characteristic of critical gel and could be used as an alternative criteria to determine the spinodal temperature.     

导风叶片对涡流空气分级机内流场的影响

利用ANSYS-Fluent 17.0软件对有、无导风叶片两种结构的涡流空气分级机内流场进行数值模拟和对比分析,研究了导风叶片对涡流空气分级机内流场的影响。数值模拟结果表明：导风叶片降低了转笼外缘处气流切向速度,从而影响转笼通道内旋涡的分布情况,使有、无导风叶片两种结构的稳定工况不同;导风叶片减小了转笼外缘处气流径向速度的波动和湍流耗散率,此处流场分布相对均匀,有利于提高分级精度;此外,导风叶片在导流过程中,改变了环形区速度场的分布,气流切向速度减小,径向速度增大,径向速度的增大使其分级粒径增大。碳酸钙物料分级实验结果表明：具有导风叶片结构的涡流空气分级机分级粒径较大,分级精度较高;导风叶片处较大的湍流耗散率有助于粉体分散,明显减弱“鱼钩效应”现象。