不同工艺参数时快速降压口模的数值模拟

在微孔塑料连续挤出成型中,运用Ployflow软件对快速降压口模内熔体流动进行模拟分析,研究了不同CO2浓度、不同熔体体积流量对口模内熔体压力、速度分布及挤出胀大影响。结果表明,口模内熔体压力降在一定的范围内随着熔体体积流量的增大而增大,随着CO2浓度的升高而降低;一定范围内,CO2浓度对口模出口处熔体平均速度的影响不明显,而熔体体积流量对口模出口处熔体平均速度的影响很明显;对于挤出胀大的影响,CO2浓度不宜过高或者过低,2 %（质量分数,下同）时表现最佳;在一定熔体体积流量的范围内,熔体体积流量越高,挤出胀大表现得越不明显。     

微孔塑料连续挤出成型快速降压口模的数值模拟

利用Polyflow有限元软件对聚苯乙烯(PS)/CO2均相体系在连续挤出成型圆形快速降压口模中的流动进行数值模拟,考察快速降压口模入口角、长径比及口模温度对PS微孔塑料熔体沿轴线方向的压力降速率和剪切速率的影响。结果表明,当入口角大于30°时,改变入口角对压力降速率和剪切速率无明显影响,即对微孔塑料的气泡成核影响微小,但当入口角为0°时,与其它各入口角相比,其熔体压力降速率最大,气泡成核时间最早;在毛细管段口模直径不变的情况下,改变其长径比对熔体气泡成核亦无明显影响,但压力降随口模长度缩短而变小;口模温度对剪切速率影响不大,但降低口模温度,压力降速率明显提高,从而有利于微孔塑料的气泡成核。     

PS/超临界CO2微孔塑料挤出成型中温度对气泡成核的影响

通过计算流体动力学软件对聚苯乙烯（PS）／超临界CO2均相熔体在快速降压口模中流动状态的数值模拟,研究了口模温度对PS／CO2均相熔体气泡成核的影响。结果表明,当其它工艺条件不变、口模温度在微孔塑料发泡温度以上时,口模温度越低,越有利于微孔发泡,即形成小尺寸、大密度的泡孔。     

气辅技术在微孔塑料连续挤出中的应用研究

微孔塑料连续挤出成型需要有更大的压力降速率,文章通过对毛细管口模的传统挤出和气辅挤出两种挤出进行模拟,对两种挤出中的压力场和剪切速率进行分析比较,研究气辅技术在微孔塑料连续挤出中对压力降速率的影响,从气泡成核和气泡核长大方面分析气辅技术在微孔塑料连续挤出中的应用价值。研究发现,口模内熔体的压力降取决于无滑移段长度,无滑移段和气辅段均对压力降速率无影响;气辅段熔体没有气泡核生成,气辅段气泡核只进行长大,气体的快速流动可以加快熔体的冷却,有利于控制气泡的长大,而且气辅技术可以减小挤出胀大,气辅技术在微孔塑料连续挤出中有一定的应用价值。     

三种销钉螺杆在不同工艺参数下混合能力的数值模拟

运用Polyflow软件对微孔塑料连续挤出成型中的销钉螺杆进行三维瞬态模拟,分别研究3种销钉螺杆在不同CO2浓度、不同流量及不同温度下的混合指数分布情况,得出了在低浓度、低流量、较高温度下,销钉螺杆对混合物料的混合能力最强,为今后在微孔塑料连续挤出成型实验提供理论依据.     

EPDM/PP热塑性弹性体的制备及其流变特性

以聚丙烯(PP)和三元乙丙橡胶(EPDM)等为原料,采用完全动态硫化共混技术制备EPDM/PP热塑性弹性体(TPV),使用毛细管流变仪对TPV熔体的流变特性进行测试。分别研究了剪切速率、挤出温度对黏度、剪切应力和挤出胀大比的影响,以及不同条件下熔体流过毛细管口模时流速对压力降的影响。结果表明,TPV熔体是假塑性流体,其剪切应力随剪切速率增大而增大,随挤出温度的升高而降低;黏度随剪切速率和挤出温度的增大而降低;挤出胀大比则随剪切速率和挤出温度的增大而增大;毛细管口模的压力降也随流速和毛细管口模长度的增大而增大。     

回收料制备人造草丝熔体的流变性能研究

采用聚合物动态流变测试仪研究了含回收料的人造草丝熔体的流变性能,探讨了回收料用量、温度、口模长径比对熔体表观黏度和挤出胀大比的影响。结果表明,人造草丝熔体属于假塑性熔体,其表观黏度随剪切速率和回收料用量的增加而降低。在剪切速率500s-1时,回收料用量越低,熔体的表观黏度降低越明显;剪切速率1800s-1时,熔体的表观黏度变化平缓且较为接近。对于100%回收料草丝熔体,其表观黏度随温度的升高和口模长径比的减小而降低;挤出胀大比则随温度的升高和口模长径比的增大而降低。     

入口速度振动对单管挤出口模熔体流动的影响

研究了塑料挤出过程中入口速度振动对挤出口模内熔体流变性能的影响规律。基于计算机流体力学理论,利用FLOTRAN软件对单管口模成型段熔体流动过程进行数值模拟,分析了振动力场作用下与稳态加工成型中口模成型段熔体压力场、速度场及温度场的分布情况。研究表明,沿熔体流动方向上叠加一个正弦振动的入口速度时,挤出压力、温度是周期性变化的;振动速度的引入可以提高挤出速度、降低挤出压力、加剧黏性生热,同时也能提高口模体积流率,而且随着振动幅值的增大,效果越来越明显。     

注气口前后段螺杆中聚合物熔体的数值研究

运用Polyflow软件对微孔塑料挤出成型过程中注气口前后段螺杆进行三位瞬态模拟,研究了不同聚合物黏度、不同螺杆转速下注气口处的熔体压力场及熔体质量流量。结果表明,沿轴向640~670 mm处最符合作为超临界气体注入口的工艺条件;注气口处熔体压力在径向范围变化幅度不大,只需在注气口处所注入的超临界气体压力略大于熔体压力即可;随着螺杆转速的增大,注气口处聚合物熔体质量流量也随之增加,且两者之间呈现规律性变化,故可得到在不同螺杆转速下聚合物熔体质量流量大小。     

工艺条件对微孔塑料挤出成型的影响

通过CFD软件对超临界CO2/PS均相熔体在快速降压口模中流动状态的数值模拟,研究了工艺参数对CO2/PS均相熔体气泡成核的影响.研究表明:在CO2溶解度范围以内,增加CO2浓度和增大流率有利于成核更多的气泡,但不利于小尺寸泡孔的生成;在满足发泡温度条件时,降低口模温度有利于高密度小尺寸泡孔的生成;压力降或压力降率越失越有利于形成数量尽可能多、尺寸尽可能小的泡孔.     

不同工艺下反应釜内PS/CO_2均相体系流变性能模拟

利用Fluent软件模拟不同工艺条件下反应釜内锥形混合元件所受的扭矩,依据锥板流变仪原理获得反应釜内PS/CO_2均相体的黏度,并分析熔体温度、CO_2质量浓度对均相体流变性能的影响。结果表明,当剪切速率一定时,升高熔体温度或CO_2质量浓度有助于降低均相体黏度;当熔体温度和CO_2质量浓度一定时,剪切速率越高,均相体黏度越低;且温度较低时,黏度随着CO_2浓度升高而下降的更剧烈。而均相体的黏度对于快速降压口模的压力降率有直接影响,对于如何获得更大的压力降率有指导作用。     

管壁厚度对微挤出成型的影响分析

基于Bird-Carreau黏度模型,运用有限元方法对三维等温微管挤出成型流动模型进行了数值分析,主要研究了管壁厚度对微管挤出成型过程中挤出胀大、速度分布、剪切速率和口模压降等重要指标的影响。结果表明,当熔体入口体积流率相等时,随着管壁厚度的增大,挤出物挤出胀大率和横截面尺寸变化量增大;口模出口端面上熔体的二次流动增强,但挤出速度和剪切速率减小;熔体在口模内的压力降明显下降;适当增加管壁厚度,有利于提高微管挤出质量。     

不同条件下旋风预热器压降的试验

在不同温度、风速和固气比条件下对旋风预热器的压降进行了测试。结果表明压降随着温度的升高,先增大后减小,大约在200～400℃之间出现最大值;压降随风速的提高而增大;压降随着固气比的增大先减小后增大,大部分在Z=1.5～2.0之间出现最小值。     

微流道中聚合物熔体的弹性特性研究

采用双机筒毛细管流变仪,以直径1.5 mm的口模作为宏观流道、直径0.5 mm的口模作为微观流道、直径1.0 mm的口模作为临界参考,通过毛细管入口压力降和聚合物熔体应力松弛时间研究了微尺度下聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、高密度聚乙烯（PE-HD）及聚丙烯（PP）4种聚合物熔体的弹性特性,并讨论了在口模直径为0.5 mm条件下温度对入口压力降和应力松弛时间的影响。结果表明,微流道中4种聚合物熔体的入口压力降与应力松弛时间与宏观流道相比均有增大的趋势,且流道尺寸越小,增大趋势越明显;随着剪切速率的增大,4种聚合物熔体的入口压力降增大,但在高剪切速率下,增大趋势变缓;微流道中,随着温度的提高,4种聚合物熔体的入口压力降降低,应力松弛时间变短。     

气化参数对气流床粉煤气化影响实验研究

为评价和优化中国高、低灰熔点煤气化运行参数对气流床气化特性的影响,在1600℃的一维常压沉降式气流床气化实验系统上,着重研究了中国典型高、低灰熔点煤在1200～1600℃温度范围内、O／C摩尔比在0．9～1.2范围内的干煤粉气化特性。结果表明：随着温度的升高,产气中CO、H2含量逐渐增多,CO2、CH4含量逐渐减少,碳转化率有很大提高;随着O／C的增加,CO、H2含量不断减少,CO2逐渐增加;煤的灰熔融性也是影响煤气组分一个重要因素,当气化反应温度接近煤灰熔点温度时,煤气组分（CO＋H2＋CH4）达到一个最大值。     

超重力法脱除变换气中的CO2

用N2和CO2的混合气体模拟变换气,采用苯菲尔溶液为吸收液进行了超重力法脱除CO2的实验研究,考察了反应温度、系统压力、超重力水平、气液比对反应器出口CO2含量的影响。实验结果表明:随着温度的升高和超重力水平的增强,反应器出口CO2含量先降后升;随着压力的升高,反应器出口CO2含量逐渐降低;液体流量一定时,随着气液比的增大,反应器出口CO2含量逐渐升高。     

发泡工艺对超临界CO2／PP微孔发泡泡孔形态的影响

研究了超临界CO2／PP微孔发泡过程中发泡温度和饱和压力对结晶性聚合物PP泡孔形态的影响。结果表明，温度对泡孔形态影响很大，温度升高，熔体黏度和表面张力降低，泡孔变大，泡孔密度减小。与发泡温度相比，CO2饱和压力对泡孔结构的影响较小。压力太低，CO2的溶解度小，泡孔壁太厚，泡孔分布不均匀。随着压力升高，CO2的溶解度增加，熔体黏度减小，所以泡孔直径和泡孔密度都增加，泡孔壁变薄。     

Gas-Liquid Mass Transfer Characteristics in a Gas-Liquid-Solid Bubble Column under Elevated Pressure and Temperature

abstract The volumetric mass transfer coefficient kLa of gases (H2, CO, CO2) and mass transfer coefficient kL on liquid par-affin side were studied using the dynamic absorption method in slurry bubble ...     

钢塑复合异型材共挤流道内熔体流动特性的数值模拟

结合钢塑复合共挤工艺特点,建立了复合共挤出流动的数学模型。采用有限元分析软件Ansys对钢塑复合中空异型材共挤流道内熔体的三维等温非牛顿流动进行了数值模拟;讨论了内部芯材以不同速率移动时,流道内熔体压力、速度和粘度的分布特点及变化规律,并与普通异型材挤出进行了对比。结果表明:随着芯材移动速率的提高,流道内压降减小;在熔体与芯材接触结合区域,压力和速度梯度明显增加,粘度减小,易出现不稳定流动;流道内熔体有较高的轴向速率,径向速率对称分布,其流动特征为典型的收敛流动;由于芯材在牵动,熔体最大流速出现在口模成型段,即挤出熔体与芯材的会合处。