往复式单螺杆销钉挤出机新型混合元件的开发及其混合性能研究

结合Φ45往复式单螺杆销钉挤出机(Buss Kneader)新型四头螺纹混合元件NKE的开发研究,利用有限元方法对物料在NKE元件内的流动情况进行了三维动态模拟.并与常规三头螺纹混合元件(KE)从动态混合过程、停留时间分布、分布混合及分散混合性能4个方面进行了对比;分析了加工条件对NKE元件停留时间分布、分布混合及分散混合性能的影响.     

往复式单螺杆销钉挤出机停留时间分布研究

使用Polyflow软件对往复式单螺杆销钉挤出机(Buss机)三类典型螺纹元件的停留时间分布(RTD)进行了三维动态模拟,分析了工艺条件和物料特性对RTD的影响。根据Buss机的螺杆组合构型,应用卷积技术求得了物料沿整根螺杆的RTD曲线,探讨了物料在Buss机内的RTD规律与工艺条件变化的相关性。     

往复式单螺杆销钉挤出机往复运动传动机理与混炼性能关系的研究

对比了几种不同的往复式单螺杆销钉挤出机传动系统的传动机理,并在此基础上设计其对应的混合元件。利用Polyflow软件对混合元件内物料的流动和混合过程进行了模拟,分析了流场内的压力分布、剪切应力分布、物料停留时间和加工过程中物料经历的最大剪切应力。结果表明,采用摇摆箱传动系统时,流场内的剪切应力、温升和压力差较低,而轮系传动系统可实现单次旋转多次往复驱动模式,并且机械结构更具可靠性。     

单螺杆挤出机的混合及应用

本文分析了单螺杆挤出机的分散和分布混合能力,得出了单螺杆挤出机的适用混合类型。对比了Maddock、Pineapple、Twente以及CTM混合元件的性能。加装混合元件以后,单螺杆挤出机的分布混合效果得到很大提高;但在分散混合上,除颜料与聚烯烃外,效果尚不理想。     

新型带孔销钉混合段及其分布混合性能

介绍了一种国外开发的用于改善单螺杆挤出机混合性能的新型带孔（或带槽）销钉混合段,与常规销钉混合段相比,其混合能力强,熔体温度 低,当销钉间的轴向距离在11－14mm之间时,有效地加强了熔体的周向汉动,极大地改善了单螺杆挤出机的分布混合性能。     

基于拉格朗日的单螺杆销钉挤出机混沌混合分析

从拉格朗日理论的新视角,分析了高分子聚合物熔体在单螺杆销钉挤出机内的流型结构以及流动行为,揭示了销钉强化聚合物熔体输运和混沌混合的机理。使用有限元软件Polyflow计算了流场的速度分布和混合指数;借助Matlab数学软件进行自主编程对速度场进行积分得到了三种不同销钉挤出机模型的有限时间李雅普诺夫指数。结果显示,在加入销钉之后,单螺杆销钉挤出机流域中出现了圆柱绕流现象,绕流产生的尾迹将撞击螺棱,销钉和螺棱的这种相互作用将加剧聚合物熔体的拉伸作用。每个销钉都将产生尾迹,随着销钉数量的增加,导致流域中产生了更多的尾迹。尾迹与销钉相互作用得到了增强,导致流域中产生了更多的涡结构,说明流域中的大部分熔体处于混沌混合的状态。混沌混合使销钉挤出机内的流体拉伸作用得到了增强,流体的混合指数得到增加,混合效率也逐渐增大。     

强化单螺杆挤出机内层流混合的方法

综述了单螺杆挤出机内聚合物熔体层流混合机理的研究进展，对提高混合的措施进行了分析总结，指出了进一步强化混合效果的方法。     

CTM在单螺杆挤出机分布混合中的应用

介绍了遵照指数混合理论的混合设备－－空穴转换混合器（ＣＴＭ）,它通过重复切断与翻转作用实验混合。装配ＣＴＭ的单螺杆挤出机适用于各种对混合要求较高的场合,如炭黑与聚烯烃的混合挤出,注塑和吹塑以及橡胶胎面挤出等。     

国产往复式单螺杆混炼挤出机结构特点及应用

介绍我国自行研制的往复式单螺杆混炼挤出机的结构、工作原理、特点及应用等。该机螺杆在连续旋转的同时,还按一定规律作轴向往复运动,而且螺杆上的螺纹不连续,可在很低的压力、极短的停留时间内,对物料实现优异的混合。     

往复式单螺杆混炼挤出机结构特点及其应用

往复武革螺杆混炼挤出机的工作原理，结构特点及其应用，简单论述了工艺流程及性能优势。     

高分散混合元件设计及混合性能的研究

根据啮合同向双螺杆挤出机的啮合原理,设计了一种高分散混合双螺杆元件。运用Polyflow有限元分析软件对该双螺杆元件的3种螺杆构型的流场进行了模拟分析,并且对这3种螺杆构型进行了实验研究。研究表明,错列角为150°的元件的分散混合性能最好,其次是错列角为30°的元件,错列角为90°的元件的分散混合性能最差。     

单螺杆挤出机分散混炼的改进

对单螺杆挤出机分散混炼机理进行了分析，并讨论了目前应用的分散混炼元件，解释了其缺乏有效混炼的原因，探讨了改善单螺杆挤出机分散性能的方法。     

WXJ-140往复式销钉螺杆挤出机的研究与开发

往复式销钉螺杆挤出机具有特殊的结构和运动形式,具备了压力低、剪切低、温升低和混炼质量高的加工特性,广泛应用于各种材料的加工。结合WXJ-140往复式销钉螺杆挤出机的研发实践经验,介绍了该机型螺杆的结构特点和设计方法,阐述了销钉的设计和布置原理,重点对新型四头螺纹混合元件的混合机理进行了研究。     

销钉机筒挤出机螺槽横截面内流体流动与混合的研究

在一定简化条件下，对销钉机筒挤出机螺槽横截面内的流场及混合均化效果以及销钉位置对流场和混合均化效果的影响进行了数值与实验研究。提出了流场中某点混合均化效果、整个流场平均混合均化效果以及混合均化效果统计分布的数值计算与评价方法。数值分析结果与实验结果具有较好的一致性。结果表明，销钉对物料具有明显的强化流动与混合均化的作用：销钉愈接近于螺棱，强化混合均化的效果愈显著：有销钉结构较无销钉结构的平均混合均化效果提高2．5％-5．6％；有销钉结构随着挤出时间的增加，混合均化效果不断提高，无销钉结构随着挤出时间的增加，当混合均化效果达到一定值后则不再提高。     

基于混炼等效的双螺杆挤出机扩能改造方法的研究

基于混炼能量等效原理对双螺杆挤出机扩能改造方法进行研究,利用有限元分析方法,借助平均解聚功、面积拉伸对数和修正的Lyapunov指数等参量评价混炼流场的混合特性。结果表明,当挤出机产量提高15%时,通过在混炼段末端增加两个捏合盘可以使最终混炼效果与产量提高前等效。     

同向双螺杆挤出机中齿形元件的流动和混合模拟

应用POLYFLOW软件,采用三维非等温、Cross模型,对高聚物熔体在双螺杆挤出机齿形元件和断裂螺纹元件中的流动和混合过程进行了数值模拟,并用示踪粒子法研究了不同颜色粒子的流迹和停留时间、剪切速率、剪切应力、拉伸速率的分布。在此基础上,对两种元件的分布性混合和分散性混合性能进行的量化分析对比发现,与断裂螺纹元件相比,齿形元件有着弱的输送能力和建压能力,强的轴向温升能力,强的分布性混合能力和分散性混合能力。     

啮合同向双螺杆挤出机新型混炼元件性能及应用

就全啮合同双向螺杆挤出机中的混合过程进行了分析讨论,分析了普通螺纹元件和捏合盘元件的混合特性和泵送特性,针对这些元件存在的问题讨论了新型混炼元件的特点（包括典型分散性混炼元件和典型分布性混炼元元件）,并作了深入的对比讨论,就上述元件在聚合物改性加工,共混和填充过程中典型的应用示例进行了分析讨论。     

三螺杆挤出机螺杆元件混合特性的数值研究

采用聚合物流体分析软件Polyflow对倒三角形三螺杆挤出机的6种螺杆元件的流道模型进行了三维等温数值模拟。使用Fieldview软件对结果进行统计处理,并采用不同的评价指标来表征混合性能,进而比较螺杆元件之间的混合特性。结果表明,捏合块的剪切和拉伸作用均强于螺纹元件;中性捏合块和左旋元件的回流效果好于其他元件;SME元件剪切弱于螺纹元件,但其拉伸作用和回流效果强于螺纹元件。因此,可根据物料对剪切的敏感性来合理地选择螺杆元件,以获得所期望的产品性能。     

同向双螺杆不同螺纹元件混炼效果的数值研究

采用Polyflow软件数值模拟了啮合同向双螺杆挤出机流道内聚丙烯(PP)熔体的流动,数值计算了常规螺纹元件和开槽螺纹元件流道内PP熔体的三维等温流场,采用粒子示踪分析法(PTA)分析了不同螺纹元件流道内粒子的拉伸度自然对数、分离尺度和停留时间,比较了常规螺纹元件和开槽螺纹元件的混炼效果。研究表明,与常规螺纹元件相比,由于熔体在沟槽内产生漏流,开槽螺纹元件的建压输送能力较低,分散混合性能较弱;开槽螺纹元件流道内因粒子的停留时间较长,其分布混合性能优于常规螺纹元件。