新型啮合转子混炼过程有限元模拟分析

对新型啮合转子混炼过程进行有限元模拟分析,并计算啮合转子能完成的预期剪切效果和混合指数概率分布。通过分析啮合转子的流场发现,啮合转子混炼区在两转子啮合区域,对胶料既有捏炼作用,又有剪切作用,可获得温升较低、质量较好的胶料,但剪切效果较小,可能会导致混合效率和生产效率较低。     

混炼过程中剪切啮合型转子的有限元结构分析

利用ADINA有限元分析软件对剪切啮合型转子在混炼过程中的受力情况进行模拟分析，对转子的位移和所受应力情况进行模拟计算，提高了转子受力分析的准确性，对转子设计提供参考，提高了设计效率。     

剪切啮合复合型转子三维设计

采用UG三维设计软件,对结构较复杂的剪切啮合复合型转子进行三维造型、虚拟装配和运动分析,通过检查转子的干涉情况,依照干涉量对转子结构、转子间相位角和转子中心距进行调整,最终得到啮合干涉余量为5.012mm的转子结构.     

剪切啮合型转子混炼区域流场分析

建立剪切啮合型转子混炼区域模型,假设胶料为幂律流体、流体稳定为层流、忽略惯性力和重力、流体不可压缩、流场壁面无滑移、流场流体全充满、流场等温,并采用转子旋转、密炼室壁静止的实际速度边界和压力零点设置,对剪切啮合型转子的混炼区域流场进行有限元分析.结果表明,转子流场具有大片高压区和低压区,能很好地分散混合与分布混合短纤维/橡胶复合材料.     

ADINA对新型剪切啮合型转子的强度分析

新型剪切啮合型转子构型复杂,在混炼过程中的受力情况也是十分复杂的,传统的强度分析方法已不能满足转子受力分析准确性的要求。借助ADINA有限元分析软件对转子的受力情况进行模拟分析,不仅提高了转子受力分析的准确性,而且容易得到转子体的薄弱部位,从而对转子的设计提供了参考。     

串联式密炼机啮合转子混炼过程有限元对比分析

主要介绍了自行设计的新型啮合转子和日本PP-3转子,运用专业黏弹性流体软件Polyflow对胶料在两种不同类型啮合型转子内的混炼过程进行动态模拟对比分析,得到两种转子的流场参数的变化规律,由此得出,新型啮合转子是一种性能优良的啮合型转子,更适合串联式混炼工艺要求,对今后转子构型的优化设计提供一定理论依据。     

小型密炼机压力场有限元分析

对小型密炼机压力场进行有限元分析.结果表明,转子棱顶部存在高压区,转子的剪切面一侧的压力值较大,而另一侧则急剧减小.压力等值分布云图显示,转子的剪切棱和压砣建立了高压区,而4条啮合短棱也建立了一定的压力区,整个混炼室内流场压力呈左右和前后对称分布,胶料流动性较好.     

ADINA对新型剪切啮合复合型转子流场的分析

新型剪切啮合复合型转子具有复杂的构型,在混炼过程中胶料的流动状态也十分复杂。利用ADINA对新型剪切啮合复合型转子在混炼过程中的流场进行了有限元分析,能够得到该流场的压力、速度、黏度等参数的变化情况,为对胶料混炼状态进行分析提供了直观的依据。     

啮合式转子密炼机中转子的模拟和设计

对聚合物在啮合式转子密炼机中的流动进行了模拟分析,并分析了4种不同类型啮合式转子的混炼作用,还将模拟分析结果与分离式转子密炼机的实验结果进行了比较,结果表明,啮合式转子密炼机的填充因数比分离式转子密炼机大。     

新型偏心啮合盘元件的混沌混合特性

在双螺杆挤出机中引入偏心圆啮合盘元件,分析了新型啮合盘元件偏心圆啮合盘元件的压力场、速度矢量场、剪切速率场和混合指数场。同时比较了其在不同错列角和偏心距下的对数拉伸率、最大剪切速率、停留时间分布、分布指数和分离尺度。结果表明,偏心圆啮合盘元件轴向和周向压力梯度较大,两转子棱峰之间区域流动性较好。偏心圆啮合盘元件的轴向间隙和螺棱顶隙为其提供了良好的剪切能力。偏心搅拌提供了较强的拉伸作用,增强了其拉伸折叠效果,从而使其具有较好的混沌混合能力。对比不同的几何参数发现错列角为60°和偏心距为5 mm的啮合盘元件拥有较好的分散混合性能和分布混合性能。通过粒子可视化及其混合特性曲线分析,为深入了解偏心搅拌提供了理论依据。     

输油转子泵啮合间隙与转子叶数对泵性能影响规律研究

为了提高输油转子泵腔内部流动稳定性,同时提高泵的容积效率,建立了5种啮合间隙、3种转子叶数的输油转子泵模型进行对比分析。基于动网格技术和SST κ-ω湍流模型对输油转子泵腔内部进行数值模拟,并通过试验验证了研究方法的可行性,分别研究了啮合间隙、转子叶数对输油转子泵性能影响规律,并对输油转子泵的啮合间隙、转子叶数进行了优化设计。结果表明,啮合间隙从0.1 mm增至0.3 mm,2叶输油转子泵腔内高速流动区域扩大,转子腔内漩涡强度增大,泵腔内流体流动的平稳性和容积效率降低;转子叶数由2增加为4,转子腔内压力变化的多样性增加,3叶转子泵腔内流体流动最平稳。优化设计的输油转子泵腔内流动平稳性得到提高,同时容积效率提高了2.1%,能更好地满足油田输油的需要。     

基于POLYFLOW的新型啮合转子有限元分析

随着计算技术的逐渐成熟以及计算机运算速度的不断提高,有限元在工程领域的作用不可小觑,在机械工业、材料工业、航天工业、土建工业、国防工业等领域发挥着作用。本文通过计算流体动力学的分析,可以更加全面地、直观地揭示混炼过程中啮合转子对胶料的分散、分布及流动情况。为了能够更清楚地了解啮合转子流场特点,我们从黏弹性流体理论出发,运用专业黏弹性流体分析软件Polyflow对物料在密炼室内的混炼过程进行模拟,得到啮合转子的流场参数的变化规律。     

双转子连续混炼机混炼段拉伸作用的研究

采用有限元分析软件Polyflow对双转子连续混炼机混炼段的三维非等温流场进行了模拟,并通过PP/PS混炼实验进行验证。利用扫描电子显微镜观察混炼样品的断面形貌,分析流场特性。结果表明,在混炼过程中,螺棱交汇区物料所受的拉伸作用比正向输送区和反向输送区物料受到的拉伸作用大;在同一截面上,螺棱顶部附近物料受到的拉伸作用较大,C形区物料受到的拉伸作用比较小;转子螺棱顶部形成了收敛流道,可提供高的拉伸作用。总的来看,由于转子的特殊结构,从进口到出口物料经历了反复的拉伸、断裂、重新分布过程,分散混合效果得以强化。     

密炼机转子系统流场特性研究

采用瞬态计算方法,对4WS型密炼机转子流场进行模拟分析。结果表明,流场的最大速度位于转子棱顶部位,这一位置容易发生回流,转子间隙的流体速度随着转子运行时间逐渐增大直至稳定;转子转动方向的改变会对流体中心区域造成很大影响,对近壁区影响较小;随着转子转动,推进区和背压区的压力差逐渐减小,回流现象随之减少。     

基于流固耦合的密炼机动力学特性分析

采用单向与双向流固耦合计算方法,对密炼机在3种不同工况下的内流场及结构场进行分析,得到流场瞬态剪切率和结构场最大应力位置与最大位移位置的等效应力,以及最大位移的波动情况。计算结果表明,流场剪切率变化由转子几何外形决定,剪切率波动主频为1倍转子棱倍频,且双向耦合计算结果高于单向耦合计算结果;2种耦合计算得到的转子棱部应力、变形分布具有一致性,波动主频以转子棱顶啮合产生的低频为主;转子外轮廓结构是最大应力波动的主要因素,最大应力位置的自转频率对应力波动影响很小,但最大位移位置的自转频率对应力波动影响较大。     

停放时间对于两段式串联混炼工艺的影响

采用串联式密炼机,分别研究停放时间对啮合型转子和剪切型转子对混炼胶质量的影响。实验结果表明,停放时间对于啮合式转子串联式混炼的影响要大于剪切型转子的串联混炼的影响,经综合分析混炼胶料的各项物理机械性能,可知胶料停放时间3小时为最佳值。     

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。     

基于群体平衡的汽轮机动叶表面盐析颗粒分布特性

为深入了解汽轮机动叶内盐析颗粒的微观行为,本文以某超临界汽轮机高压级动叶为研究对象,应用计算流体力学与群体平衡模型耦合方法,对汽轮机动叶内盐析颗粒在流场中的分布进行数值模拟研究,获得了盐析颗粒在动叶内的粒径分布及不同负荷时叶片尾缘处盐析颗粒数量密度分布规律。模拟结果表明：在汽轮机动叶吸力面附近的盐析颗粒粒径较压力面附近盐析颗粒粒径小,且叶根处颗粒粒径小于叶顶处;动叶压力面的颗粒数量密度呈前缘点尾缘点处大、中间段小的分布规律,并且盐析颗粒在叶片上的数量密度分布最大值并不出现在组分数及粒径最大处,而是出现在平均粒径为110~150μm的盐析颗粒沉积位置处;当汽轮机30%负荷运行时,粒径40μm盐析颗粒的数量密度是其在汽轮机额定负荷运行时的1.5倍,而粒径140μm盐析颗粒的数量密度仅为汽轮机额定负荷运行时的80%。     

密炼机同步转子和异步转子的流场分析

建立了密炼机同步转子和异步转子的物理、数学和有限元模型,对同步转子和异步转子密炼机内的胶料进行了流场分析。分析表明,同步转子和异步转子的压力最大点均在转子剪切面一侧的棱顶处;同步转子对胶料的剪切作用更强,分散混合作用也更好。     

立磨选粉机叶片结构对分级区速度场影响分析

立磨选粉机分级区速度场是影响其分级性能的主要因素之一,其机内气固两相流为非理想流体。本文应用流体力学流体黏滞性与速度梯度原理,分析了速度梯度过大造成选粉机选粉精度和选粉效率下降的机理。通过构建不同叶片结构转笼的立磨选粉机模型,采用Fluent软件模拟分析了立磨选粉机不同叶片结构转笼的分级区速度场中速度流向、速度大小与速度梯度的变化规律。进行了立磨选粉机转笼叶片结构改造试验,试验表明：改造后的Z形叶片结构转笼的立磨选粉机产量在直叶片转笼结构的基础上提高了15 t/h,且0.08 mm颗粒的筛余降低了10%。