啮合块错列角对三螺杆混合段混合效率的影响

采用有限元法和网格重叠技术,利用Carreau-Bird流体模型,对同向啮合三螺杆挤出机混合段进行了三维混合数值模拟。计算了三螺杆挤出机的最大剪切速率、混合指数以及瞬时和平均时间混合效率等参数,并与双螺杆挤出机进行了对比分析。结果表明,在相同工况下,三螺杆挤出机的瞬时和平均时间混合效率大于双螺杆挤出机。     

偏心三螺杆挤出机混合机理分析

针对偏心双螺杆挤出机自身结构存在的局限性，设计了一种新型偏心三螺杆挤出机。利用Polyflow软件，分析了压力场、剪切速度场、速度矢量场、混合指数、分离尺度、平均混合效率、对数拉伸率等参数；研究了偏心三螺杆挤出机的流动和混合机理，并与偏心双螺杆挤出机进行了对比分析。结果表明，在相同的条件下，偏心三螺杆挤出机拉伸折叠效果更好，混合效率高于偏心双螺杆挤出机，为进一步探究混沌混合机理和优化偏心多螺杆挤出机提供了理论依据。     

锥形双螺杆挤出机螺杆转子的数控制造技术研究

一对相互啮合的锥形螺杆转子是锥双螺杆挤出机的核心部件，其加工精度直接影响到挤出机性能.传统加工方法的加工精度和加工效率都较低，所加工螺杆转子的啮合特性和互换性都较差.为了提高挤出机的性能水平，在深入研究锥双螺杆几何特征的基础上，提出了一种利用柱形棒铣刀的五轴联动数控铣削螺杆转子的新型数控铣削制造方法，设计制造了五轴联动螺旋槽专用数控铣床，并且设计开发了与其相配套的螺杆数控加工自动编程系统.该项研究成果提高了锥双螺杆的加工水平，具有显著的工程意义.     

螺杆构型对三螺杆挤出机混合效率的影响

建立了三种不同螺杆类型的三螺杆挤出机几何模型和有限元模型, 运用P o l y f l o w软件对其进行数值 模拟。采用粒子示踪法计算了混合指数、 剪切速率、 对数拉伸指数、 瞬时混合效率和时间平均混合效率等评价参数。 结果表明, 随着螺杆头数的增加, 三螺杆挤出机在相同周期内对物料的剪切和拉伸次数增加, 混合效率逐渐增大。     

滑移边界条件对同向啮合三螺杆挤出机混合性能的影响

利用计算流体力学软件Polyflow,考虑了螺杆表面的剪切应力与熔融体的滑移速度满足纳维线性定律,对不同滑移系数条件下二维正三角形排列的啮合同向三螺杆挤出机的混合性能参数进行了数值模拟。对比分析了不同滑移系数条件下中心区和螺槽区的混合指数及用探针技术分析了中心点的混合指数变化。并基于流场计算进行混合运算,研究了不同滑移系数对分离尺度、对数长度拉伸、瞬时和平均时间混合效率的影响。结果表明,螺杆表面的滑移边界条件对于三螺杆挤出机的分散性和分布性混合的计算结果具有较大的影响,为了提高计算精度,应采用适当的滑移边界条件和滑移系数。     

双螺杆挤出机输送段制备PP/TiO2纳米复合材料的反应过程数值模拟

采用有限元法,利用POLYFLOW 软件,建立双螺杆挤出机输送段三维非等温模型,数值模拟了双螺杆挤出机输送段中通过溶胶-凝胶法制备聚丙烯/二氧化钛(PP/TiO2)纳米复合材料的反应过程,分析了螺杆转速、螺距、前驱体质量分数等控制条件对PP/TiO2纳米复合材料的混合效率及反应速率的影响。结果表明,随着螺杆螺距的增加,挤出机内物料温度逐渐升高,混合效率逐渐增大,平均转化率也逐渐升高;增加转速和前躯体质量分数,平均转化率降低,不利于反应的进行。     

反向旋转微型锥形双螺杆挤出机混合性能的数值模拟

选取反向旋转微型锥形双螺杆挤出机为研究对象,通过三维有限元数值模拟方法(Finite element method, FEM)和网格叠加技术(Mesh superposition technique, MST)研究聚丙烯(Polypropylene, PP)的挤出流动过程,结合粒子示踪技术对挤出机的混合性能进行分析,并且考察螺杆螺距对速度分布和混合性能的影响规律。结果表明:流速和剪切速率随着轴向距离的增大而减小,在啮合区的速度大于筒壁边缘,在啮合区的剪切速率小于筒壁边缘;随着螺距增大,流体在轴向上的速度分量随之增大,最大剪切速率呈减小趋势;平均对数拉伸长度随螺距的增大而减小,时均混合效率随螺距的增大而增大。研究结果可为锥形双螺杆挤出机的优化设计提供指导。     

机械力引发马来酸酐官能化HDPE/GF复合材料研究

采用在熔融挤出过程中提高双螺杆挤出机螺杆转速的方法,研究了马来酸酐（MAH）熔融接枝高密度聚乙烯（HDPE）的官能化反应,考察了螺杆转速对复合材料接枝率及力学性能的影响。结果表明,通过提高双螺杆挤出机的螺杆转速可制得具有较高接枝率（Gd=0.12-0.81%）和较好的熔体流动性（0.4-8.3g/10min）的复合材料;该方法使HDPE/GF复合材料在优化加工性能的同时,其拉伸、弯曲、和缺口冲击强度得到了显著的增大。     

同向锥形双螺杆混合挤出性能的比较

为了给同向锥形双螺杆的设计和实际加工提供理论依据和技术支持,在螺杆转速为25r/min,进出口压差为零的条件下,使用POLYFLOW软件,数值模拟了同向和异向旋转锥形双螺杆、平行同向双螺杆混合挤出RPVC的过程,计算了3种双螺杆计量段流道内熔体的三维等温流场,用粒子示踪法统计分析了3种双螺杆的混合挤出性能,将同向锥形双...     

螺杆挤出机与静态混合器的混合性能

本文以WATS为标准比较螺杆挤出机与静态混合器的混合能力。同时比较完成混合时所消耗的能量。以常规螺秆和Kenics型静态混合器的计算为例,提出从混合性能方面选择螺杆挤出机和静态混合器的建议。     

双螺旋锥形混合器叶片结构对颗粒混合的影响

采用离散单元法（DEM）,通过数值模拟研究双螺旋锥形混合器的叶片结构对颗粒混合的影响. 研究主要考察螺径比（双螺旋叶片的螺距和螺旋直径的比例）以及螺旋直径比（较短螺杆和较长螺杆的螺旋叶片直径的比例）对混合器混合效率、设备功率、设备磨损等的影响. 结果表明,不同双螺旋锥形混合器的叶片结构对颗粒的混合、设备功率、设备磨损产生影响,但是总体而言,在不同叶片结构的混合器中,颗粒经过100 s的混合之后都能够达到完全混合状态. 当保持其他参数不变时,随着螺径比的增大,混合器混合效率基本一致,设备功率增大,而设备磨损减小;随着螺旋直径比的增大,混合器混合效率有所提升,设备功率增大,而设备磨损并没有显著的改变.     

Numerical Study on the Mixing Performance of Screw Mixing Elements and Conventional Screw Elements

he flows of rigid polyvinyl chloride (R-PVC) in co-rotating twin screw extruders with screw mixing elements and regular screw elements were simulated by using the finite element method. The three-dimensional,non-isothermal flow fields of R-PVC in the two kinds of screw elements were calculated. The mixing performance of each type of element was studied by the particle tracking analysis method. The results show that the temperature distribution and shear-rate distribution are more uniform in the flow channel...     

链结构对硅烷接枝交联聚乙烯的影响

以双螺杆挤出机为反应器，制备了一系列硅烷接枝聚乙烯。通过对接枝物的ＩＲ分析、交联行为、高温应力－应变曲线及力学性能的测定，研究了聚乙烯大分子链结构对乙烯基硅烷与聚乙烯的熔融接枝反应和交联行为的影响。结果表明：聚乙烯大分子链结构对接枝反应起着非常重要的作用，在相同接枝工艺条件下，三种聚乙烯（ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ）硅烷接枝率大小顺序为：ＬＤＰＥ＞ＬＬＤＰＥ＞ＨＤＰＥ。研究结果还表明，硅烷接枝率和聚乙烯的聚集态结构影响接枝物的交联速度。相同交联条件下，交联速度顺序为：ＬＬＤＰＥ＞ＬＤＰＥ＞ＨＤＰＥ。     

硅烷接枝交联HDPE/LLDPE的研究

利用双螺杆挤出机对高密度聚乙烯（ Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ） 与线性低密度聚乙烯（ Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ） 的熔融共混以及与硅烷的接枝、交联反应进行了研究。实验发现： Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ 与 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 具有很好的相容性,少量 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 的存在对 Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ 拉伸性能的影响不大; Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 在共混物中的配比对硅烷接枝反应有很大的 影响, 随 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 含量增加,硅烷的接枝率提高,同时接枝物的熔体流动性下降;此外引发剂或硅烷的用量都对硅烷的接枝反应有影响。 Ｈ Ｄ Ｐ Ｅ／ Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 交联共混物的交联密度随 Ｌ Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ 含量的增加而增大,交联共混物的耐热性有所提高,高温力学性能得到一定程度的改善。     

基于离散单元法的单螺杆挤出机固体粒子输送特性分析

基于离散单元法,利用建模软件Solidworks、离散单元模拟软件EDEM,对单螺杆挤出机固体颗粒输送运动进行模拟。研究内容包括物料参数如颗粒的形状、大小,螺杆转速,结构参数如螺棱数量、螺棱倾角对固体输送量的影响,以及机筒内部颗粒的运动和填充情况。结果表明,单一螺杆?机筒模型存在最佳颗粒粒径、最佳颗粒形状;颗粒直径越小,填充效果越好;螺棱倾角为105°时颗粒输送量最大。     

锥形双螺杆实现原料粘度测量的新方法

针对目前高分子原料粘度测量的常规方法,如细管法、旋转法和平板法等不能实现高分子材料成型过程中熔体粘度在线检测的难题,提出了一种在微型锥形双螺杆挤出机上检测高分子原料粘度的新方法：在微型锥形双螺杆挤出机的特定段设计一个导程的全啮合区,通过该啮合区的C形腔室容积而获得原料的流量这一重要的参数．同时,设置一回程直圆流道并在其上安置压力和温度传感器从而获得流经该流道的压力差．最后,根据非牛顿流体的力学原理和获得的相关数据即可计算出流经该流道的高分子原料的粘度．与目前常用的其他检测方法比较,该方法可以实现高分子原料在成型过程中的在线检测．     

Simulation of Polymer Melt Flow Fields in Intermeshing Co-Rotating Three-Screw Extruders

Screwextrudersarewidelyusedforcompound ingandblendinginpolymerprocessing.Inrecent years,intermeshingco rotatingthree screwextruders aredevelopedbasedonthetraditionalintermeshing co rotatingtwin screwextruders,inordertobring aboutmoreefficientmixingeffectovertraditional counterparts.Comparedtothetwin screwextruders,thethree screwextrudersenjoymoreflexiblearrange mentofscrewpositions,moreintermeshingregions andhigheroutput/energyratio,whichprobably promisesalargescopeforfuturedevelopment[1,2].So…