聚合物熔体二维非等温脉动流场模型

基于螺杆轴向振动,建立单螺杆挤出机计量段熔体流动模型,推导聚合物熔体二维非等温幂率本构方程,计算螺杆径向熔体温度分布和沿螺槽方向熔体速度,结果表明:在螺杆计量段,熔体沿螺杆径向分布存在一定温度差且为非线性,熔体温差的存在会对熔体流场产生影响。     

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。     

基于Polyfow的吹膜模头熔体流动二维数值模拟

对共挤复合吹膜工艺所采用的螺旋芯棒式模头内部熔体流动进行二维数值模拟,简化分析模型并得到挤出过程中熔体流动的流速及压力变化的相对趋势。模拟结果表明:熔体进入模头螺旋部分后具有一定的环向速度,随着螺旋槽深度变浅,流动的方向逐渐由螺旋环向变为挤出方向的轴向,且流速变得均匀;熔体在螺旋槽旋转处静压力较大,接近挤出方向后压力逐渐变小,口模出口处熔体流动速度仍大于流入模头的入口速度。     

叶片塑化单元内熔体速度场的数值模拟

研究了叶片挤出机的叶片塑化单元内周期性熔体的速度场。选用Bird-Carreau黏度方程,应用POLYFLOW有限元软件模拟了聚丙烯在叶片塑化输运单元中的流动;通过对模拟速度场的分析,明确了叶片塑化输运单元中流体的速度分布规律和流动特性,并为叶片单元结构的改进提出了合理建议。模拟结果表明:叶片塑化输运单元中存在拉伸流动;物料在叶片单元内实现了互换流动。     

平面螺旋式吹膜模头熔体流动特性的数值模拟

对吹塑薄膜平面螺旋式模头内熔体流动现象进行了三雏数值模拟.结果表明:随着螺槽的逐渐消退,螺槽内熔体的速度由入口处的沿螺槽方向流动逐渐变为沿模头径向流动,而间隙内熔体的速度沿径向流动.间隙中熔体的压力等值线为近似同心圆,而螺槽中熔体的压力等值线由垂直于螺槽逐渐变为与间隙中的等压线一致.     

聚乳酸用单螺杆挤出机熔体输送段数值模拟研究

运用Polyflow分别对聚乳酸(PLA)用3种不同结构类型单螺杆挤出机熔体输送段进行模拟,在流场分析的基础上,分析3种螺杆的混合性能。结果表明,在相同工艺条件下,普通型单螺杆和菠萝型单螺杆熔体轴向速度波动较大,且产生局部回流区域,不利于熔体的输送;菠萝型螺杆产生的流场速度和熔体黏度较高,使得物料在流场中受到更高的剪切速率,因此挤出产物的分散混合性能更好;挤出过程中,PLA熔体的黏度变化与流动速度变化存在一致性,随着流动速度逐渐增大,熔体受到的剪切作用逐渐增强,使黏度降低,流动性变好。     

螺杆式塑化3D打印装置的设计模拟及出丝性能研究

设计了螺杆、机筒、螺旋叶片等结构,建立了螺杆式塑化三维（3D）打印系统,利用Polyflow软件对压力场、速度场、剪切速率进行了数值模拟分析,并对粒状物料3D打印出丝性能进行了研究。结果表明,螺旋叶片结构通过施加轴向力实现了强制喂料;在整个螺杆挤出段上,熔融物料沿挤出方向随螺杆转速的提高压力逐步增加,梯形螺棱设计有利于熔体流动;材料熔融需要通过剪切作用与加热装置热量传递协同作用以降低熔体黏度;螺杆转速从0.1 r/s向1 r/s的变化过程中,丝材直径呈小幅度增加。     

弯管内三维湍流场的实验研究

采用激光多普勒测速仪(简称LDV)对U型弯管流场进行了测量,得到切向速度与轴向速度的分布。进而证明了流体在弯管内流动受弯管壁的限制,被强制沿弯管作适体的圆周运动而产生惯性离心力,表现出压力不均匀分布流体的速度。轴向速度的存在也证明了在U型弯管湍流流场中,存在着较为强烈的二次流。     

基于二次三角形单元的注塑充填数值模拟

采用有限单元方法,用二次三角形单元对注塑成型制品典型截面的充填过程进行数值模拟.其中速度场采用6结点三角形插值,压力场采用3结点三角形插值.并通过算例给出熔体充填过程中典型截面的速度场、压力场分布,模拟出熔体前沿在截面方向上的喷泉流动效应.     

微注塑充模过程中壁面滑移对熔体流动影响的研究*

针对微型塑料件注塑充模过程中,壁面滑移对流动的影响不可忽略的情况,运用流体分析软件Fluent,以微阶梯圆形截面通道为模型,在考虑和不考虑壁面滑移的情况下,对微注塑充模流动过程中壁面滑移的影响进行了数值模拟。分析了细通道近壁面处熔体的剪切速率和黏度,发现考虑壁面滑移时近壁面处的剪切速率略大,黏度略低。研究了熔体在粗通道和细通道中沿径向的流动速度和温度分布,以及沿微通道流动方向上的压力分布。结果表明,考虑壁面滑移时熔体流动速度较大,与壁面接触的熔体流动速度不再为零,且微通道截面尺寸越小,这种现象越明显;考虑壁面滑移时近壁面处熔体温度略高,并且粗通道中的这种现象更明显一些;壁面滑移对微通道中的压力分布几乎没有影响。总体而言,壁面滑移有利于微注塑充模。