基于拉伸流动的锥面磨盘混炼过程数值模拟

基于拉伸流动机理对串联磨盘挤出机的磨盘端面形状进行结构改进,并借助Polyflow软件对锥面磨盘与普通磨盘混炼过程进行数值仿真。结果表明:与普通磨盘相比,锥面磨盘形成的收敛流道内物料粒子容易产生拉伸流动,可以产生更强的剪切流场和拉伸流场,提高了流道内熔体物料的剪切速率和拉伸速率,可以获得更高的瞬时拉伸混合效率和平均拉伸混合效率,具有更强的拉伸分散作用,流道内物料粒子的混合效果更好因,此锥面构型磨盘混炼设备可以提供更好的塑化混合效果。     

振动强化锥面磨盘拉伸流动及混合性能模拟

基于拉伸流动原理设计的锥面磨盘可改变流道内熔体流动类型,增大拉伸流场作用。而叠加适当振动参数的振动力场可以进一步增强锥面磨盘流场的拉伸作用、提高拉伸速率,减小分离尺度并使其变化趋稳、增大混合指数并提高混合效率,从而使混合物料粒径减小、粒度均匀,获得良好的混合分散效果,为混合加工设备设计及聚合物混合性能的提高提供了新的参考依据。     

串联式磨盘螺杆挤出机磨盘混炼段分布混合性能的研究

采用计算流体力学软件POLYFLOW 对串联式磨盘螺杆挤出机的磨盘研磨混炼段进行三维等温流动的数值模拟,并从统计学和动力学角度,采用分离尺度和时间平均混合效率,对磨盘区域的分布混合性能进行分析,研究磨盘构型和磨盘间隙对分布混合性能的影响.结果表明,臼目形磨盘的分布混合性能较好;磨盘间隙增大在一定程度上有利于提高分布混合性能.     

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。     

屏障混炼塑化单元在成型加工中的聚合物输送特征研究

对新型聚合物叶片注塑成型机中的屏障混炼塑化单元进行了三维建模,采用网格重叠技术对流体区域进行网格划分。通过对轴向压力分布以及偏心距与剪切速率、拉伸速率关系的研究,分析了该单元成型加工聚合物输送特征。结果表明:新型屏障混炼塑化单元具有良好的正位移输送能力,有利于聚合物熔体的塑化混合,其中由转子转动产生的空隙体积的变化是屏障混炼塑化单元产生拉伸流场的主要原因;随着偏心距的增大,屏障混炼塑化单元的剪切速率和拉伸速率均增大,拉伸流场的作用增强,从而在剪切流场的基础上实现了强拉伸流场。     

转子结构和工艺参数对双转子连续混炼机混合性能的影响

利用POLYFLOW软件,对聚合物熔体在双转子连续混炼机混炼段的拟稳态流场进行数值模拟,采用粒子示踪分析方法对物料所经历的流场特性进行统计学分析。得到了平均剪切应力、停留时间分布、累积最大拉伸速率等参数,通过其分析了转子结构和工艺参数对双转子连续混炼机混合性能的影响。结果表明,转子转速的提高使得物料所经受的剪切和拉伸作用增强;喂料速率的提高,使比剪切速率减小,物料在混炼段的停留时间变短;螺棱交汇区长度减小,流场中的剪切作用增强,螺棱交汇区长度和螺棱包角对停留时间分布的影响不大。最后对数值模拟的结果进行试验验证,结果基本一致。     

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。     

同步转子密炼机混合效率的数值模拟研究

利用CFD软件Polyflow对banbury转子和roller转子的两种密炼机内熔体流场进行二维数值模拟.利用粒子跟踪法对两种类型转子密炼机的分散混合性能、分布混合性能、线拉伸以及混合效率进行了统计和比较.结果表明,由于roller转子截面的棱数多于banbury转子,在相同周期内,roller转子密炼机对熔体的剪切与拉伸作用次数多于banbury转子密炼机,因而提高了拉伸速率和剪切速率,roller转子密炼机具有较高的分散性和分布性混合效率.     

双螺杆挤出机磨损程度对PP/GF共混过程流场的影响

本文采用数值模拟方法分析了同向双螺杆挤出机磨损程度对PP/GF共混物制备过程中混炼流场的影响。通过流变测试得到PP物料黏度与剪切速率的关系;对双螺杆挤出机混炼区域的螺纹元件建立三维模型,运用Polyflow软件对熔体在该区域的混炼流场进行分析,对比螺纹元件磨损前后的混炼流场的压力、速度、剪切速率和混合指数的分布。结果表明:随着双螺杆挤出机磨损程度的增大挤出机对聚合物熔体的剪切和拉伸作用减弱,其分散和分布混合能力也会随之降低。     

串联式磨盘螺杆挤出机设计原理

结合新型混炼装备CPJ 75/135型串联式磨盘螺杆挤出机的开发研制实践,分析了混炼过程压缩、剪切和置换三要素,从混炼机理、输送原理、温度和剪切变形总量的控制等角度阐述了串联式磨盘螺杆挤出机的核心部件———磨盘的设计原理。研究结果可为该类机型的推广应用和系列化开发提供经验和帮助。     

超声波对胶料混炼效果影响的有限元分析

通过粘弹性流体软件Polyflow对胶料在有无超声波两种试验条件下的混炼过程进行模拟,研究超声波对胶料的分散、分布及流动的影响。结果表明,加载超声波可缩短流场出现最高压力和浓度的时间,加快粒子的分散速度,增强胶料在转子螺棱顶部与混炼室内壁间隙处的剪切作用,减小转子凸棱处的粘度,促进橡胶和配合剂在两个腔体内的分布混合,更快地完成分散和混合过程,明显提高混炼效率和胶料质量。     

双转子连续混炼机转子混炼段流场的数值研究

采用有限元分析软件POLYFLOW对非牛顿聚合物熔体在ECM30双转子连续混炼机转子混炼段的三维等温流动进行了数值模拟，得到了转子混炼段流场的压力、各速度分量、剪切速率的分布。通过对这些流场参数分布的分析。发现在该类混炼机的轴向存在着一定的反向流动。使得该设备具有较强的轴向分布混合特性；另一方面，转子螺棱顶部与机筒内壁的问隙处存在较大的剪切速率，保证了对物料进行有效的分散。     

主要工艺参数对串联式磨盘挤出机混合性能的影响

采用Polyflow软件模拟了聚合物熔体在串联式磨盘挤出机混炼段内的混合过程。将混合指数和分离尺度作为评价指标,借助统计学方法,分析了主要工艺参数(转速和喂料速率)对串联式磨盘挤出机混合性能的影响。研究结果表明:转速增大,串联式磨盘挤出机的分散混合性能和分布混合性能提高;喂料速率增大,串联式磨盘挤出机分散混合性能下降,但喂料速率对串联式磨盘挤出机分布混合性能影响较小。     

新型混炼组件加工聚合物混合性能模拟对比

以聚碳酸酯(PC)为模拟材料,分别采用复合组件和屏障组件,应用聚合物流体动力学软件Polyfl ow,对这两种新型混炼组件加工聚合物的混合性能进行模拟与对比分析。结果表明,复合组件和屏障组件的流场都以拉伸作用为主,复合组件内流场的最大拉伸强度要高于屏障组件;复合组件流场中粒子受到的最大剪切速率相对比较小,最大剪切速率主要集中在小于400 s-1的区域,在最大剪切速率大于400 s-1的区域,屏障组件内流场受到的剪切作用强度要略高于复合组件;复合组件和屏障组件的分布混合性能相差不大,屏障组件对物料的拉伸作用要强于复合组件,分散混合效果更好,复合组件对物料的混合效率要好于屏障组件。     

废橡胶粉碎机粉碎磨盘专利技术进展

介绍我国关于废橡胶粉碎机粉碎磨盘的专利技术,包括不同专利磨盘的结构、工作原理、粉碎效率、磨盘齿型和磨盘材料等.对锥面和平面磨盘进行对比后认为,在相同直径的情况下,锥面磨盘具有更大的研磨表面,粉碎效率更高.     

密炼机拉伸型转子流场模拟及试验研究

对密炼机拉伸型转子进行设计,并与普通四棱转子一同进行流场模拟与分析,然后进行试验验证。结果表明,拉伸型转子在工作状态下的压力场、速度场、粘度场均优于普通四棱转子;采用拉伸型转子制备的胶料混炼能耗小于以及物理性能和炭黑分散性能优于采用普通四棱转子制备的胶料。     

不同流场对聚乙烯蜡/UHMWPE体系结构与性能的影响

选取低分子量聚乙烯蜡(PE-wax)作为解缠结助剂,研究不同流场对超高分子量聚乙烯(UHMWPE)缠结程度的影响规律,分别利用推拉混炼仪与转矩流变仪对PE-wax/UHMWPE进行熔融共混,研究不同加工时间下拉伸流场与剪切流场对复合体系的微观结构与宏观性能的影响。结果表明,在剪切流场作用下,随着塑化混炼时间的增加,体系缠结度逐渐增加,复合体系的拉伸性能呈现先上升后下降的趋势。在拉伸流场的作用前期,UHMWPE初生态粒子规整的分子链结构被破坏,缠结程度升高,其塑化混炼效率高于剪切流场;而在拉伸流场的作用后期,UHMWPE分子链解缠结速率高于缠结速率,缠结程度下降,结晶度与熔点升高,样品的可拉伸性提高。     

挤出机喂料段动态流场分析

运用专业粘弹性动态流体模拟软件Polyflow对φ00单螺杆挤出机螺杆挤出过程中喂料段混炼1 s内的瞬态流场进行模拟和分析.结果表明:喂料段采用双层螺旋结构的螺杆,剪切速率分布更广,能够增强螺杆对胶料的作用,提高螺杆的塑化和混炼能力;混炼过程中胶料被反复拉伸并存在返混现象,可获得良好的混合效果.     

基于阿基米德螺线的磨盘挤出机数学模拟

介绍了阿基米德螺线磨盘挤出机的数学模拟,建立了磨盘的物理模型和数学模型,并给出了流场的速度分布和压力分布。采用CAD/CAM/CAE技术研究了磨盘转速及其槽深和槽宽对压力分布和剪切速率分布的影响。     

串联式磨盘螺杆挤出机的结构与混炼机理

介绍了自行开发研制的新型混炼装备——串联式磨盘螺杆挤出机的主要结构特点及工作原理，剖析了其独特的混炼机理。试验表明，采用多种形式的串联磨盘能够起到对物料的压缩、剪切与置换三种作用，串联式磨盘螺杆挤出机具有卓越的混炼、塑化性能，而且该机结构简单、挤出压力高。