啮合异向双螺杆挤出过程熔体输送段常规螺纺元件3D流场分析

作者对啮合异向双螺杆挤出过程常规螺纹元件在充满熔体情况下的三维、等温、非牛顿流场进行FEM计算模拟的研究结果。所建物理模型包括螺槽区、啮合区和四个间隙；边界条件条件为真实的速度和压力边界条件；借助ANSYS有限元求解器进行流场计算，得到计算域的速度场、压力场和粘度场；利用以上流场计算结果，对常规螺纹元件的挤出特性和混合特性进行了分析。     

啮合同向双螺杆挤出过程非啮合开槽螺纹元件组合流道三维流场分析

应用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出过程包括非啮合多过程螺纹元件（NI-MPE）组合流道进行了等温非牛顿三维流场模拟分析，得到了包括NI-MPE元件的组合流道的压力场、速度场、剪切速率场和剪切应力场，并与包括非啮合常规螺纹元件的组合流道的模拟结果进行了对比。     

新型同向双螺杆元件——S型元件研究（Ⅰ）——流场数值模拟

对一种作者设计的新型同向双螺杆元件－S元件进行了流场计算。建立了三维非牛顿等温流场模型。利用ANSYS软件和自行编程计算了元件流场中的压力场，挤出量，回流量，速度场，剪切速率和拉伸速度，并对S形元件的流场与常规螺纹元件的流场作了一定的比较。在后续的文章中将对S形元件的流场及常规螺纹元件的流场计算结果进行实验验证。     

非啮合错列型双螺杆螺纹元件挤出过程的CAE分析

利用ANSYS软件包对非啮合错列型双螺杆螺纹元件进行了三维等温非牛顿流场分析,分析速度场和压力场的分布情况,讨论了不同边界条件对整个流道的速度场、压力场及流量的影响,所得结论对生产实践具有一定的指导意义。     

双螺杆非啮合并列型螺纹元件三维非等温流场数值模拟

利用ANSYS软件包对双螺杆挤出机非啮合并列型螺纹元件进行了三维非等温非牛顿流场分析,给出了速度场、压力场、温度场的基本规律以及螺杆特性曲线的分布。计算结果表明：螺棱处的物料具有较大的压力梯度和速度梯度,啮合区的物料温度较高,应当采取适当的降温措施;流量与螺杆转速成正比,与流道两端的压差成反比。     

啮合异向双螺杆不同螺纹元件的数值模拟及其制备PP阻燃电缆的研究

首先应用POLYELOW软件对啮合异向双螺杆常规三头螺纹元件和VCR(Various Clearances Rotors)元件进行流场模拟。通过对剪切速率场、压力场、平均剪切速率分布、平均压力分布、停留时间分布、最大剪切速率概率密度分布的对比研究,发现VCR元件和常规三头螺纹元件均有较好的混合能力。分别用带有这两种元件的螺杆组合对即阻燃材料进行挤出实验,制得了力学性能较好的样条,实验结果与模拟预期的结论基本一致。     

啮合同向双螺杆挤出过程轴向循环流道三维流场分析—轴向循环流场分析（Ⅱ）

介绍了作者在啮合同向双螺杆某一轴向位置设置一非啮合段（且该段其中一根螺杆是反向螺纹元件）,从而将轴向循环流动的概念引入到啮合同向双螺杆挤出过程中,并利用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出过程轴向循环流道中的非牛顿流体等温流动进行了三维模拟分析。在得出速度场和压力场的基础上,还对剪切速率、剪切应力及剪切粘度进行了模拟,并将各模拟结果与未引入轴向循环流的啮合同双螺杆挤出过程常规螺纹元件流道的模拟结果进行了比较。     

啮合异向双螺杆挤出过程轴向循环流道三维流场分析——轴向循环流场分析(Ⅲ)

介绍了作者在啮合异向双螺杆某一轴向位置设置一非啮合段 (且该段其中一根螺杆是反向输送元件 ) ,从而将轴向循环流动的概念引入到啮合异向双螺杆挤出过程中 ,并利用ANSYS有限元分析软件对啮合异向双螺杆挤出过程轴向循环流道中的非牛顿流体等温流动进行的三维模拟分析 ;在得出速度场和压力场的基础上 ,对剪切速率、剪切应力及剪切粘度进行了模拟 ,并将各模拟结果与未引入轴向循环段的啮合异向双螺杆挤出过程常规螺纹元件流道的模拟结果进行了比较。     

锥形双螺杆挤出过程菠萝型混合元件三维流场分析（Ⅱ）

利用ANSYS有限元软件对啮合异向锥形双螺杆挤出机中的新型螺杆元件——菠萝型混合元件进行了三维流场的模拟计算，对其速度场、压力场、粘度场以及剪切速率、剪切应力进行了分析，绘制出更为直观的展开图。同时，将其和常规螺纹元件进行了比较。     

啮合异向双螺杆挤出过程轴向循环流道三维流场分析——轴向循环流场分析（Ⅱ）

介绍了作者在啮啮合异向双螺杆某一轴向位置设置一非啮合段（且该其中一根螺杆是反向输送元件），从而将轴向循环流动的概念引入到啮合异向双螺杆挤出过程中，并利用ANSYS有限元分析软件对啮合异向双螺杆挤出过程轴向循环流道中的非牛顿流体等流动进行的三维模拟分析；在得出速度场和压力场的基础上，对剪切速率，剪切应力及剪切粘度进行了模拟，并将各模拟结果与未引入轴向循环段的啮合异向双螺杆挤出过程常规螺纹元件流道的模拟结果进行了比较。     

非啮合双螺杆挤出过程常规螺纹元件流道三维流场分析——等温牛顿模型

利用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件对非啮合双螺杆挤出机螺纹元件中的牛顿流体等温流动进行了三维模拟分析。在得出速度场和压力场的基础上,分析了不同几何条件及操作条件对输送特性及混合能力的影响。     

动量增强型喷射器性能实验与分析

基于增大混合区域,增强动量交换效率的优化思想,添加三维扰流元件的动量增强型喷射器能够提高设备性能。以此为研究对象,本文在空气介质下对其性能进行了实验和数值计算研究。相较传统喷射器,动量增强型喷射器能显著提高喷射器单体设备性能。在超音速情况下,驱动流量不受影响,实验测定动量增强元件在增压性能变化不大的情况下,提升临界区引射率E_R达5%,数值计算结果与模拟结果吻合。对数值计算所得流场分析发现：在喷射器驱动喷嘴尾部设置动量增强元件,一方面能够使流体混合边界出现花瓣形褶皱,增大流体混合面积,同时增厚混合区域达39.28%,整体拓展混合空间;另一方面,动量增强元件能够促使驱动流体轴向速度转化为周向、径向速度,诱发周向旋流,增强径向扰流,变喷射器传统二维动量交换为三维动量交换。动量增强元件亚声速情况下,引射性能进一步提升,但其临界压力点降低,增压能力损失。     

啮合同向双螺杆挤出过程组合流道(捏合块 螺纹元件)三维流场分析

利用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出机由捏合盘和螺纹元件组合而成的流道进行了三维等温非牛顿模拟分析 ,得到了组合流道的速度场和压力场。并对螺纹元件流道、捏合块流道及组合流道的流量、回流量、拉伸速率、剪切速率及剪切应力进行了比较。     

变扭率扭旋叶片强化传热特性

为探究扭旋叶片的结构参数--扭率变化率Tv对管道换热的影响,以水为介质,在Tv=-5~5范围内,采用实验和数值模拟方法研究了恒壁温条件下流体的传热和阻力特性,并分析了综合传热性能及强化传热机理。结果表明,沿流动方向Tv>0的扭旋叶片安装方式强化传热效果优于Tv=0,研究范围内Tv=2.5时综合强化传热比最高,相对Tv=0平均提高5.0%。而Tv<0时强化传热效果劣于Tv=0,应避免此种叶片安装方式。扭率的变化影响了流场结构,当Tv>0时,在近1/2流动区域内绕流旋涡的涡量和影响区域明显增加,同时,在绕流旋涡流动区域,压力、速度和温度的三场协同程度得到提高,进而强化了换热管道的传热效果。     

锥形双螺杆螺纹元件流道机械功耗特性初步分析

用ANSYS有限元分析软件对锥形双螺杆螺纹元件流道的流场进行了三维模型，由计算所得到的速度场，压力场，通过所编后处理程序求得流场的压力分布，流量和机械功耗，并讨论了螺杆几何参数（间隙，螺纹导程）及操作条件（转速，压差等）对机械功耗的影响。     

Numerical analysis of spouted-bed hydrodynamics

Some of the basic concerns in the analysis of spouted-bed hydrodynamics are the flow pattern and the pressure field of the fluid and the spout shape. These are closely related with other design concerns such as spoutability, minimum spouting velocity and maximum spoutable bed depth. A computer program was developed in order to determine the flow pattern, pressure distribution in the fluid phase and the spout shape for a given operational condition. The computer program relies upon a two region model with a spout and annulus element for an axisymmetric bed. The paper presents some results for grain drying beds and compares them with the existing experimental data qualitatively.     

Flow field analysis of an intermeshing counterrotating twin screw extruder

The intermeshing counterrotating twin screw extruder is widely used for compounding, devolatilization, blending, and reactive extrusion. A fluid dynamics analysis package-FIDAP, using the finite element method, was implemented to simulate the 3-D flow patterns in the region of conveying elements and shearing discs of a Leistritz LSM30.34 twin screw extruder. The rheological behavior of the fluid was described by a power law model. The flow fields were characterized in terms of velocity profiles, pressure distributions, shear stresses generated, and a parameter λ quantifying the elongational flow components. The influence of screw rotational speed and axial pressure difference on the flow characteristics was also analyzed. A comparison between the flow characteristics in the shearing discs operated in a corotating or counterrotating mode was also presented.     

四螺杆挤出机常规螺纹元件三维流场分析

利用大型有限元软件ANSYS对聚乙烯熔体在四螺杆挤出机常规螺纹元件中的流动情况进行了分析,求出了速度场、压力场、黏度场,对流道的中心区进行了重点分析。计算结果表明:四螺杆的四个啮合区具有较大的压力梯度、速度梯度,其混合性能明显好于双螺杆挤出机。中心区有明显的环流现象,物料在中心区的停留时间较长,中心区物料没有滞留现象。