不同初始相位角同步转子密炼机混炼流场的有限元模拟分析

基于粘弹性流体模拟软件POLYFLOW对不同初始相位角同步转子密炼机的混炼流场进行三维动态模拟,采用粒子轨迹示踪法并结合统计学后处理软件POLYSTAT对粒子运动轨迹进行统计分析,以粒子分布状态、粒子拉伸长度自然对数平均值和平均混合效率为特征参数对流场进行定量分析和对比。结果表明,采取0°初始相位角布置的同步转子密炼机的混炼分散效果最好。     

Banbury和Roller转子密炼机局部和全局混合特性

采用有限元法,利用Polyflow软件计算了Banbury和Roller两种转子密炼机检测线的速度、剪切速率和混合指数分布,对比分析了两种转子的局部混合特性。通过计算停留时间分布、对数拉伸率、平均混合效率和粒子束分布指数等混合参数,对比分析了两种转子密炼机的全局混合特性。在此基础上,研究了具有典型运动规律流体粒子的动力学特性,分析了密炼机流体的位移和速度突变产生的受力和混合突变特征,为深入理解密炼机流体的复杂混合机理提供了一定的理论参考。     

相向／同向转子密炼机混合效率的数值模拟

本文分别建立了相向旋转和同向旋转转子密炼机混炼流场的物理模型、数学模型和有限元模型,并用计算流体动力学软件Fluent对三维等温流场进行了模拟。通过对模拟结果的后处理和对粒子轨迹的统计,对相向和同向旋转转子密炼机的分散混合和分布混合性能进行了对比研究和定量描述。     

同步转子密炼机转子转速的确定

试验研究了在同步转子密炼机填充系数、上顶栓压力和冷却水温度一定的条件下,改变转子转速(r)后密炼机的混炼性能以及混炼胶的力学性能,表明转子转速(r)对密炼机的混炼特性有非常显著的影响;在胶料配方和其他工艺条件一定的前提下,对密炼机而言,转子转速(r)存在最佳值。     

八棱同步转子密炼机流场的动态模拟

从黏弹性流体角度出发,运用专业黏弹性流体软件Polyflow对八棱同步转子流场的混炼过程进行了动态模拟分析。通过对八棱同步转子每转36°均匀选取的10个瞬态流场模型模拟结果的分析,得到八棱同步转子流场的一些规律,对转子构型的优化设计提供了一定理论依据。     

270L同步转子密炼机简介

介绍了２７０Ｌ同步转子密炼机的特点,指出同步转子密炼机是替代异步转子密炼机的理想产品。     

青岛化工学院同步转子密炼机技术获国家科技进步奖

青岛化工学院同步转子密炼机技术获国家科技进步奖     

同步同向转子密炼机性能的研究

首次提出同步同向转子密炼机的混炼原理,并通过在Ｘ（ Ｓ） Ｍ－ １ ．７ 同步同向转子密炼机上的实验来研究和分析同步同向转子对混炼过程的影响。     

同步转子密炼机填充因数的确定

在同步转子密炼机上顶栓压力、冷却水温度和转子转速一定的条件下,试验研究改变填充因数对六棱同步转子密炼机混炼性能的影响,表明六棱同步转予有很强的吃胶能力,填充因数存在最佳值。     

同步转子密炼机混炼工艺的研究

本实验配方采用全钢子午线轮胎胎面胶。通过用同步转子密炼机在不同填充系数、冷却水温度、上顶栓压力、转子转速的条件下进行了实验,具体分析了硫化胶各种物理机械性能的差异以及产生差异的原因,并找出了最佳的工艺条件：填充系数0．6、冷却水温度40℃、上顶栓压力0．5MPa和转子转速160rpm。     

旋转盘式混合器混合过程数值模拟

基于旋转盘式混合器的研制实践,采用Polyflow软件在分析其速度和剪切速率分布的基础上,研究了物料粒子的动态混合过程;并从物料停留时间和最大剪切应力分布角度分析了旋转盘式混合器的分布和分散混合性能。结果表明,旋转盘式混合器可提供强大的剪切、置换和压缩作用,随着动盘旋转体转速增加,分散混合性能增强,不利于轴向分布混合。     

T型混合器内湍流混合的多尺度模拟

建立了T型混合器内物料的宏观混合模型和微观混合模型,基于湍流k-ε模型,利用fluent6.2软件对T型混合器的宏观混合性能和微观混合性能进行了模拟研究.结果表明,T型混合器的侧管人口角度对混合性能具有重要的影响.对于宏观混合,在30°时混合效果最佳;而对于微观混合,60°时混合效果最佳.侧管人口速度与主管速度比越大,混合效果越好,达到完全混合所需要的长度越短.速度比相同时,混合效果不随绝对速度的变化而变化,达到完全混合所需要的混合长度相同.     

填充因数对密炼机混炼性能影响的数值模拟研究

使用流体软件FLUENT建立密炼机二维等温有限元模型,数值模拟研究0.3,0.7,0.95三种填充因数对密炼机混炼效果的影响。结果表明,随着填充因数的增大,胶料受到的最大剪切力及两转子旋转所需的转矩都增大,与填充因数为0.3及0.95的混炼过程相比,填充因数为0.7时的胶料混炼效果更好。     

内混式喷嘴流场的数值模拟研究

喷嘴的结构对燃油锅炉、加热炉的燃烧效率有着至关重要的影响。为了进一步提高燃油锅炉、加热炉的燃烧效率,提出了一种内混式蒸汽雾化燃油喷嘴结构,介绍了内混式雾化喷嘴雾化工作原理。建立了内混式喷嘴物理模型,采用CFD软件对内混式喷嘴的流场进行了数值模拟,探讨了内混式喷嘴雾化室的长度、气液比对雾化粒径的影响规律;同时,对喷嘴下游不同截面的雾化粒径大小分布规律进行了研究;并将平均雾化粒径模拟结果与常规内混式喷嘴经验公式的计算结果进行了比较。研究结果表明:内混式喷嘴的混合室长度最佳值是70~80 mm;随着气液比的增大雾化粒径减小;液体燃料第二次雾化主要发生在燃料离开喷嘴100 mm之内;同时,研究结果表明新型的内混式喷嘴的雾化粒径小于常规的内混式喷嘴的雾化粒径。     

密炼机中炭黑与橡胶混炼的数值模拟

利用聚合物加工分析软件POLYFLOW模拟密炼机中炭黑与橡胶的混合过程,采用团聚体累积粒径分布函数表征炭黑团聚体在橡胶中的分散状态,以直观反映炭黑团聚体在橡胶流场中粒径的变化情况;利用分离尺度表征混合物的分布混合性能。模拟结果表明：要得到良好的炭黑与橡胶混炼效果,提高密炼机的使用效率,必须有合理的转子转速与混炼时间。     

双转子连续混炼机混沌型转子混合性能的研究

在提出一种新型混沌型转子结构的基础上,运用Polyflow软件对其混炼过程进行三维非牛顿等温模拟,并借助于粒子示踪法对物料所经历的流场特性进行统计学分析;分析了转子结构和工艺参数对转子混合性能的影响,同时通过共混改性实验,对转子的混合效果进行了评估和表征。结果表明,高混沌型转子的分布混合能力有较大的提高,同时保持着良好的分散混合能力;混沌型转子制备的复合材料力学性能优于经典转子;转子转速的提高可以增强混沌转子的分散及分布混合能力,适当的加料速率是保证取得较好混合效果的关键因素。     

密炼机中碳黑/橡胶混炼的数值模拟

本文利用聚合物加工分析软件POLYFLOW模拟了密炼机中碳黑在橡胶中的混合过程,采用团聚体累积粒径尺度分布函数表征碳黑团聚体在橡胶中的分散状态,以直观反映出碳黑团聚体在橡胶流场中粒径的变化情况;并用分离尺度表征混合物的分布混合性能。模拟结果表明：要得到良好的碳黑/橡胶混炼效果,提高密炼机的使用效率,必须有合理的转子转速与混炼时间,数值模拟可以为实际加工提供理论指导。     

双转子连续混炼机混炼段拉伸作用的研究

采用有限元分析软件Polyflow对双转子连续混炼机混炼段的三维非等温流场进行了模拟,并通过PP/PS混炼实验进行验证。利用扫描电子显微镜观察混炼样品的断面形貌,分析流场特性。结果表明,在混炼过程中,螺棱交汇区物料所受的拉伸作用比正向输送区和反向输送区物料受到的拉伸作用大;在同一截面上,螺棱顶部附近物料受到的拉伸作用较大,C形区物料受到的拉伸作用比较小;转子螺棱顶部形成了收敛流道,可提供高的拉伸作用。总的来看,由于转子的特殊结构,从进口到出口物料经历了反复的拉伸、断裂、重新分布过程,分散混合效果得以强化。