啮合异向双螺杆挤出机中螺杆端面结构参数对聚乳酸流场的影响

目的:探究啮合异向双螺杆挤出机中螺杆构型的改变对聚乳酸流场的影响。方法:通过Solidworks软件建立异向双头螺纹元件的理论模型和经两种不同方式调整结构参数后的螺纹元件几何模型，将建立的三维模型导入Gambit软件进行网格划分，再应用Polyflow软件进行流场模拟计算，最终借助Fieldview软件提取流场分布结果，对比分析修正时螺纹元件端面上结构参数的调整对剪切速率场、黏度场和速度场的影响。结果:修正时螺纹元件的结构参数经两种方式调整后均会对聚乳酸流场造成影响；两种对结构参数的调整方式均在不同程度上减小了流道内的剪切速率梯度，方式一还造成了流道内聚乳酸的黏度降低。结论:从对剪切速率场、黏度场和速度场的影响上看，经方式一调整后的螺纹元件更有利于挤出，而经方式二调整后的螺纹元件实体构型更贴近螺纹元件理论构型。     

不同螺槽深度下异向双螺杆挤出机流道仿真分析

目的:讨论聚乳酸在异向双螺杆挤出机不同螺槽深度下的流道分布规律。方法:使用Solidworks软件建立3种不同螺槽深度的螺杆元件及其对应的流道模型，运用Polyflow流体仿真软件进行数值模拟，借助FieldView软件对后处理结果进行数值分析；并对3种不同螺槽深度状态下的异向双螺杆挤出机的聚乳酸流体的压力场、剪切速率场和黏度场，以及停留时间分布曲线RTD进行对比分析。结果:通过改变螺杆元件的齿根圆直径及其对应的流道直径可实现螺槽深度的改变，在其他条件相同的情况下，螺槽深度越浅，压力波动越大，剪切速率波动越大，但黏度波动越小；螺槽深度越深，轴向混合性能越高。结论:螺槽深度的变化对流场混合性能存在影响并具有一定的规律性，可根据试验选择混合性能全面的双螺杆挤出机进行实际生产。     

啮合同向双螺杆挤出机不同螺杆构型对其流场的影响

目的：探究啮合同向双螺杆挤出机不同螺杆构型对流场的影响,改善聚乳酸的材料性能。方法：应用Solidworks软件建立双头螺纹元件的几何模型,在Polyflow中进行数值模拟,借助Fieldview软件对仿真结果进行后处理分析,并对比剪切速率场、压力场、速度场、黏度场以及停留时间分布曲线RTD,得出螺槽深度对流场的影响。结果：在中心距相同的情况下,通过改变螺纹元件的外径和内径之比改变螺槽深度,在相同的工艺条件下,同向双螺杆流道内各物理场以及混合性能均存在较大差异;与构型二相比,构型一的剪切作用更强,但构型二的建压能力更好;挤出过程中,构型二轴向混合能力较好但自清洁能力较差,而构型一轴向混合能力较差、自清洁能力较好。结论：螺槽深度的改变对流道混合性能有着一定影响且存在规律性,可有效指导双螺杆挤出机螺纹元件的设计。     

不同螺杆接触状态下异向双螺杆挤出机的流道分布规律

目的:探索聚乳酸在异向双螺杆挤出机不同螺杆接触状态下的流道分布规律。方法:用Solidworks软件建立啮合螺杆、部分啮合螺杆和非啮合螺杆3种几何模型;运用POLYFLOW流体仿真软件进行数值模拟;对3种螺杆不同接触状态下聚乳酸流体的压力场、剪切速率场与黏度场进行对比研究。结果:部分啮合状态下的异向双螺杆挤出机对聚乳酸有较好的建压能力与分散混合能力。结论:聚乳酸在部分啮合状态下的挤出效果优于其他2种螺杆接触状态。     

不同温度状态下啮合异向双螺杆挤出机的流道分布规律

为探索等温与非等温状态下啮合异向双螺杆挤出机的流道分布规律,采用Solidworks三维建模软件建立啮合异向双螺杆的物理模型,在Polyflow分析软件中进行相应的数值模拟。结果表明:在等温问题中,随着双螺杆转速的增加,出口方向上的压力、黏度、剪切速率变化趋势不同;在非等温问题中,挤出方向从入口到出口温度呈线性增加的趋势,并且沿着径向向外的方向,温度逐渐增加。     

基于CFX的谐波减速优化双螺杆挤出机特性研究

为提高双螺杆挤出机挤出性能，结合谐波减速器，研究设计了一种内含谐波减速器的同轴异速优化双螺杆；用SolidWorks建模，导入ANSYS/CFX有限元分析模块，模拟物料在机筒内的流动状态，围绕宏观压力场、速度场分析，与普通双螺杆对比，并进行实验验证。结果表明：新型双螺杆的物料停留时间较之普通双螺杆提升15%左右；物料在输送过程中有物料交换现象；流道整体压力差几乎不受影响；实现了双螺杆挤出机混合性能的进一步优化。     

异向平行双螺杆榨油机传动系统的研究

简单介绍了异向平行双螺杆榨油机的特点以及传动系统的状况,对异向平行双螺杆榨油机传动系统的传动类型进行了比较,阐述了异向平行双螺杆榨油机传动系统的设计准则,最后通过实例详细描述了两轴式传动系统的结构布置。     

螺距变化对异向双螺杆挤出机流场影响的仿真分析

目的：以聚乳酸（PLA）为例，研究螺距变化下的异向双螺杆挤出流道的分布规律。方法：在Solidworks中根据理论端面曲线方程并修正，绘制变螺距与不变螺距两种三维模型，使用Workbench软件对两种螺杆构型使用扫略网格方法生成所需要的分析模型，再使用Polyflow流体仿真软件进行实际情况的模拟得到后处理结果，使用FieldView软件进行最终结果分析；研究聚乳酸流体在模拟条件下的压力、剪切速率以及黏度。同时使用Polystat统计模块对停留时间分布曲线RTD进行分析。结果：在其他条件相同的情况下，相比于不变螺杆，变螺距螺杆的压力变大，剪切速率和黏度波动增加，轴向混合性能提高，但自清洁能力降低。结论：螺距变化对聚乳酸来说存在一定的影响，但过大的螺距变化往往产生不利的影响，因此，需要结合实际情况具体设计合适的变螺距螺杆以提高产量和质量。     

啮合同向差速双螺杆挤出机挤出聚乳酸流场分析

目的：探究不同差速比的螺杆组在流道性能上的差异,明确差速对聚乳酸材料挤出性能的影响。方法：应用Solidworks软件建立4组差速双螺杆组,通过Fluent软件进行网格划分和有限元数值模拟,使用CFD-post软件分析计算结果,并对其性能进行验证。结果：当进出口压力分别为0.2,0.5 MPa,单头基准转速为30 r/min时,差速比为1∶2和1∶3的螺杆在不同性能下各有优劣,螺杆的产量和机筒内压力在差速比为1∶2时具有优势,螺杆的混合能力在差速比为1∶3时具有优势。结论：对比传统双螺杆挤出机,差速双螺杆挤出机对聚乳酸材料的挤出性能为正向影响,可作为全新的聚乳酸改性设备。     

基于Fluent的螺旋榨油机压榨段流场仿真

研究了双螺杆榨油机压榨过程中,榨膛内部榨螺与油料相互作用产生的流场及其变化规律,建立了榨螺和流体域的物理模型。在Fluent软件中进行有限元仿真求解,获得油料在压榨段的压力场、速度场和浓度场分布,一定范围内压力和温度越大,浓度越大,越利于出油。     

基于ANSYS/CFX渐加速双螺杆设计及三维流场分析

目的:提高双螺杆挤出机的混合效率和工作性能。方法:设计了一种内嵌行星轮系和安装捏合块的新型双螺杆挤出机，并用SolidWorks建立三维模型，以有限体积法为基础，用ANSYS/CFS有限元分析软件对其流道进行分析。获得其宏观压力图、速度矢量图、速度流线图并与传统双螺杆挤出机三维流场进行对比。结果:在行星轮系和捏合块的渐加速作用下，渐加速双螺杆挤出机的混合性能和工作效率要明显优于传统双螺杆，经计算渐加速型双螺杆比普通双螺杆提高20%～25%。结论:渐加速双螺杆在不断加速的过程中使得物料在机筒内停留的时间变短，从而提高产量且减少耗能，捏合块的加入更使得物料可以得到更好的剪切。     

Engineering aspects of single- and twin-screw extrusion-cooking of biopolymers

A survey is given of the properties of single- and twin-screw extruders. The influence on the design of the different leakage gaps existing in corotating, counter-rotating, self-wiping, twin-screw extruders and single-screw equipment is discussed. The mixing effects in single- and twin-screw equipment and the shear distribution and shear levels that can be generated in the equipment are discussed. The overheating effect possible in single-screw extruders is related to the type of flow in the extruder channel. Finally, the properties and power consumption of Cincinnati conical, twin-screw extruders are discussed.     

同向全啮合双螺杆植物蛋白挤出机不同螺杆元件的仿真分析

为了明确和量化同向全啮合双螺杆挤出机各螺杆元件的功能,增加配置用于生产植物基肉双螺杆挤出机螺杆的合理性,以低温脱脂花生蛋白粉的物性参数为条件,对SLZ36型挤出机的3种元件长度为32 mm的螺杆元件双头螺旋元件、5啮合盘啮合元件及3齿形盘齿形元件的剪切速率、混合指数、物料停留时间、最大剪切应力分布进行仿真分析。采用Solidworks软件建立元件的几何模型,应用Gambit软件进行模型的网格划分及网格质量分析,在Polyflow软件中进行数值模拟,通过Fieldview软件对仿真结果进行后处理分析。结果表明：通过混合指数分析得到3种螺杆元件对物料的混合性能大小为齿形元件>啮合元件>螺旋元件;通过物料停留时间分析得到3种螺杆元件的轴向混合性能大小为齿形元件>螺旋元件>啮合元件;通过剪切速率及平均最大剪切应力分析得到对物料的剪切性能大小为啮合元件>螺旋元件>齿形元件。进行植物基肉双螺杆挤出机螺杆组合时,针对目前整个螺杆配置螺旋元件最多的情况,在进行物料更换时可以合理地配置啮合元件以增加螺杆剪切能力,配置齿形元件以增加螺杆的混合能力。     

基于CFX的同轴变速双螺杆挤出机三维流场分析

目的：分析物料在改良后的同轴变速优化双螺杆挤出机流道中的工作状态。方法：运用ANSYS/CFX模拟分析双螺杆挤出机流道数值,得到物料的运动情况,并与传统双螺杆进行对比,通过宏观压力场、宏观速度场、速度流线图、速度矢量图对比分析两种螺杆的性能。结果：同轴变速优化双螺杆的建压能力、混合性能明显优于传统双螺杆,通过中段的减速输送可有效延长物料运输时间。结论：新型优化双螺杆在保留传统双螺杆优势的情况下,额外提升了建压能力和混合性能。     

双螺杆挤出机流道流场和操作参数的数值模拟研究进展

双螺杆挤压膨化技术是一种先进的物料挤压成型技术,在聚合物和食品加工领域有着广泛的应用前景。研究物料在流道内挤出流动状态和特性,对改进双螺杆挤出机的几何结构和操作参数有重要意义。本文围绕双螺杆挤出机流道仿真模型适用性分析、螺杆几何结构数值模拟和操作参数仿真分析等内容梳理了流场仿真结果,重点分析了影响流道内流动状态的因素。并对进一步优化数值模拟算法、建立品质指标关系和实现可视化研究方面提出了挤压机未来研究的建议,为更好的控制挤压过程、预测挤压结果提供借鉴和参考。     

非等温条件下啮合同向双螺杆挤出过程数值模拟分析

采用SolidWorks建立啮合同向双螺杆三维物理模型,通过改变螺杆挤出机加工聚乳酸时的转速,在非等温的模拟条件下,通过polyflow软件对其进行相应的模拟分析,对比不同转速对聚乳酸加工时产生的影响。结果表明:在非等温条件下,温度在挤出方向上线性增加,并且温度在Z轴截面上沿径向向外逐渐增大。通过对比不同转速下的流场分析,发现随着转速的增大,螺槽内出现较大的温差,当转速达到240r/min时,聚合物出现部分降解,对生产加工产生影响;对剪切速率场和黏度场的对比分析也进一步验证了两者的相关性。     

基于UDF动网格的钢索管式刮板输送机气固两相流数值研究

钢索管式刮板输送机在进行物料输送时,由于刮板的高速运动使管内形成了负压效应,空气进入和物料混合使物料呈现一定的流态化现象,有利于提高输送机的输送效率。由于刮板输送机模型的复杂性,本研究基于FLUENT中UDF动网格技术使刮板边界实现了在跑道形流道内运动的情况,成功获取了输送管内部空气相流场的运行情况,然后在此基础上进行了气固两相流的数值模拟,获得了颗粒和空气的运行参数和体积分布云图。