不同螺杆接触状态下异向双螺杆挤出机的流道分布规律

目的:探索聚乳酸在异向双螺杆挤出机不同螺杆接触状态下的流道分布规律。方法:用Solidworks软件建立啮合螺杆、部分啮合螺杆和非啮合螺杆3种几何模型;运用POLYFLOW流体仿真软件进行数值模拟;对3种螺杆不同接触状态下聚乳酸流体的压力场、剪切速率场与黏度场进行对比研究。结果:部分啮合状态下的异向双螺杆挤出机对聚乳酸有较好的建压能力与分散混合能力。结论:聚乳酸在部分啮合状态下的挤出效果优于其他2种螺杆接触状态。     

同向全啮合双螺杆植物蛋白挤出机不同螺杆元件的仿真分析

为了明确和量化同向全啮合双螺杆挤出机各螺杆元件的功能,增加配置用于生产植物基肉双螺杆挤出机螺杆的合理性,以低温脱脂花生蛋白粉的物性参数为条件,对SLZ36型挤出机的3种元件长度为32 mm的螺杆元件双头螺旋元件、5啮合盘啮合元件及3齿形盘齿形元件的剪切速率、混合指数、物料停留时间、最大剪切应力分布进行仿真分析。采用Solidworks软件建立元件的几何模型,应用Gambit软件进行模型的网格划分及网格质量分析,在Polyflow软件中进行数值模拟,通过Fieldview软件对仿真结果进行后处理分析。结果表明：通过混合指数分析得到3种螺杆元件对物料的混合性能大小为齿形元件>啮合元件>螺旋元件;通过物料停留时间分析得到3种螺杆元件的轴向混合性能大小为齿形元件>螺旋元件>啮合元件;通过剪切速率及平均最大剪切应力分析得到对物料的剪切性能大小为啮合元件>螺旋元件>齿形元件。进行植物基肉双螺杆挤出机螺杆组合时,针对目前整个螺杆配置螺旋元件最多的情况,在进行物料更换时可以合理地配置啮合元件以增加螺杆剪切能力,配置齿形元件以增加螺杆的混合能力。     

基于CFX的同轴变速双螺杆挤出机三维流场分析

目的：分析物料在改良后的同轴变速优化双螺杆挤出机流道中的工作状态。方法：运用ANSYS/CFX模拟分析双螺杆挤出机流道数值,得到物料的运动情况,并与传统双螺杆进行对比,通过宏观压力场、宏观速度场、速度流线图、速度矢量图对比分析两种螺杆的性能。结果：同轴变速优化双螺杆的建压能力、混合性能明显优于传统双螺杆,通过中段的减速输送可有效延长物料运输时间。结论：新型优化双螺杆在保留传统双螺杆优势的情况下,额外提升了建压能力和混合性能。     

机械参数对木塑复合材性能的影响

以桦木粉和HDPE为原料,采用双螺杆挤出机造粒,单螺杆挤出机成型的方法加工木塑复合材.在加工过程中,改变双螺杆挤出机三、四、五区的温度和螺杆转速,并加入一定比例的MAPE做为偶联剂.结果表明,转速在40RPM时,温度是130℃、135℃、145℃、152℃、157℃、170℃时的复合材料的综合性能较好.     

啮合同向差速双螺杆挤出机挤出聚乳酸流场分析

目的：探究不同差速比的螺杆组在流道性能上的差异,明确差速对聚乳酸材料挤出性能的影响。方法：应用Solidworks软件建立4组差速双螺杆组,通过Fluent软件进行网格划分和有限元数值模拟,使用CFD-post软件分析计算结果,并对其性能进行验证。结果：当进出口压力分别为0.2,0.5 MPa,单头基准转速为30 r/min时,差速比为1∶2和1∶3的螺杆在不同性能下各有优劣,螺杆的产量和机筒内压力在差速比为1∶2时具有优势,螺杆的混合能力在差速比为1∶3时具有优势。结论：对比传统双螺杆挤出机,差速双螺杆挤出机对聚乳酸材料的挤出性能为正向影响,可作为全新的聚乳酸改性设备。     

双螺杆食品挤出机螺杆间隙分析

在双螺杆食品挤出机中,由于两根螺杆的连续啮合,形成若干种间隙,产生互不关连的半封闭C型腔室,使得研究单螺杆挤出机的螺槽连续假设不能适用。提出以正确分析、计算、选择双螺杆形成的四种间隙,即侧面间隙ε,四面体间隙Δ,压延间隙σ以及螺棱间隙δ,作为设计双螺杆挤出机的基础。     

挤压技术(续)

（接上期）反向旋转式双螺杆挤出机一般采用两根尺寸完全相同但螺纹方向相反的螺杆。向内反向旋转和向外反向旋转两种型式的主要区别在于压力区的位置不同。向内反向旋转式双螺杆在上部进人啮合建立高压区,在下部双螺杆脱离啮合变为低压区。物料在通过双螺杆时,会受到类似于碾轮产生的挤压作用,但因螺杆啮合紧密,势必形成极高的人口压力造成进料困难,因此,目前这种向内反向旋转的双螺杆挤出机很少被采用。向外反向旋转式曾是一种被广为采用的形式,特别适用于干粉料的加工。这种旋转所建立的高压区在下部,低压区在上部,因此有利于喂人物料。与同向旋转不同的是,物料在螺杆内形成的C型段内,因两根螺杆旋向相反而不可能从一根螺杆移向另一     

PP熔体在非啮合双螺杆挤出机中流动的数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件对PP熔体在双螺杆挤出机非啮合并列型螺纹元件中的流动进行了三维非等温非牛顿流场分析,求出了速度场、压力场、温度场的基本规律以及螺杆特性曲线的分布。计算结果对实际生产具有一定的指导意义。     

不同螺槽深度下异向双螺杆挤出机流道仿真分析

目的:讨论聚乳酸在异向双螺杆挤出机不同螺槽深度下的流道分布规律。方法:使用Solidworks软件建立3种不同螺槽深度的螺杆元件及其对应的流道模型，运用Polyflow流体仿真软件进行数值模拟，借助FieldView软件对后处理结果进行数值分析；并对3种不同螺槽深度状态下的异向双螺杆挤出机的聚乳酸流体的压力场、剪切速率场和黏度场，以及停留时间分布曲线RTD进行对比分析。结果:通过改变螺杆元件的齿根圆直径及其对应的流道直径可实现螺槽深度的改变，在其他条件相同的情况下，螺槽深度越浅，压力波动越大，剪切速率波动越大，但黏度波动越小；螺槽深度越深，轴向混合性能越高。结论:螺槽深度的变化对流场混合性能存在影响并具有一定的规律性，可根据试验选择混合性能全面的双螺杆挤出机进行实际生产。     

四螺杆挤出机螺杆排列方式对聚乳酸流场特性的影响

目的：探究聚乳酸在四螺杆挤出机不同螺杆排列方式下的流道分布规律。方法：运用三维建模软件Solidworks分别建立一字型螺杆排列方式、四方型螺杆排列方式和环绕型螺杆排列方式下的螺杆模型与对应的流体区域模型，通过仿真软件Polyflow进行数值模拟。结果：一字型与环绕型的螺杆排列方式与四方型排列相比有更好的建压能力与分布混合能力，四方型排列对聚乳酸的输送能力较弱。结论：一字型螺杆排列方式的四螺杆挤出机对加工聚乳酸有较好的效果。     

食品加工用三螺杆挤压机三维流场数值模拟

利用CFD软件包ANSYS／FLOTRAN分析了食品物料在三螺杆挤压机中的流动情况，求出了流道的速度场和压力场，对流道的中心区进行了重点分析，并对工程界比较关心的混合能力、物料输运能力和双螺杆挤压机进行了对比分析。计算结果表明，三螺杆挤压机的物料输运和混合等技术指标都远远好于双螺杆挤压机。     

平行双螺杆机构的发展及其应用

在介绍平行双螺杆机构的分类、工作原理的基础上,着重阐述了平行双螺杆机构在双螺杆泵、双螺杆压缩机、双螺杆膨化机、双螺杆挤出机和双螺杆磨浆机等方面的应用,并且比较了它们之间的差异、特点和工作条件。本文的工作列于平行双螺杆机构的研究、设计和应用具有积极作用。     

Serum separation in molten ice creams produced by low temperature extrusion processes

The microstructure and kinetics of serum separation due to creaming of air bubbles in molten ice creams produced using the novel twin and single screw low temperature extrusion processes are investigated. The measured fat globule size distributions are bimodal for both ice creams. However, the concentration of primary fat globules is much larger for the twin screw extruded ice cream than that obtained using single screw. The latter contained higher concentration of fat aggregates. A broader bubble size distribution involving larger bubbles is observed for the single screw extruded ice cream compared with that for twin screw process. The initial rate of serum separation in molten twin screw extruded ice cream. This is because the former ice cream contained smaller bubbles and the serum separated from it is more viscous due to the presence of more small fat globules. The initial rate of serum separation in molten twin screw extruded ice cream is less than half of that for the single screw extruded ice cream.     

双螺杆磨浆机螺纹参数设计与研究

双螺杆磨浆机是一种同向旋转、啮合型磨浆专用的双螺杆挤出机。根据相对运动原理得到的双螺杆磨浆机的螺纹曲线比较复杂,不利于加工制造。本课题采用逼近方法将双螺杆的螺纹曲线简化成梯形,然后通过双螺杆间物料流量计算对螺棱顶宽的作用进行了分析,提出螺棱顶宽的选择范围;讨论了变螺距螺杆体积压缩比的计算方法。对双螺杆磨浆机螺纹曲线的简化不仅可满足双螺杆的啮合作用,保证生产效率,而且有利于螺纹的切削加工。     

同向旋转双螺杆挤压机螺杆的计算机辅助设计

通过ＭＤＴ计算机软件对同向旋转双螺杆挤压机双螺杆进行设计和分析,为探讨不同螺杆结构形式对挤压过程所产生的影响不同螺杆结构形式对挤压过程所产生的影响提供依据。     

双螺杆磨浆机螺纹参数的研究

根据同向旋转双螺杆共轭啮合原理得到的螺纹截面曲线比较复杂,不利于加工制造。首先通过逼近的方法将双螺杆的螺纹曲线简化成梯形,然后通过螺杆间物料流量计算对梯形螺杆螺棱顶宽的选取进行了分析,提出螺棱顶宽的选择范围,这样不仅保证了双螺杆的啮合作用,而且有利于切削加工。本文的工作对于双螺杆磨浆机的研究和设计具有重要的意义。     

EFFECT OF EXTRUSION OPERATING PARAMETERS ON AIR BUBBLE ENTRAPMENT

The effect of different extrusion operating parameters on air bubble entrapment during twin‐screw extrusion of amylopectin half‐products was studied. A ZSK‐30 twin‐screw corotating extruder with a slit die attached to the discharge end of the extruder to cool the extrudate to prevent water vapor puffing was used. The extrusion parameters investigated were screw speed (150, 300 and 500 rpm), mass flow rate (1.67 and 3.33 g s^?1), native versus pregelatinized amylopectin, screw configuration (with or without kneading blocks), and moisture content (32 and 35%, w.b.). The parameters that exerted the greatest effect on air bubble entrapment during twin‐screw extrusion are the type of amylopectin used, mass flow rate and screw speed. On the other hand, in the ranges studied screw configuration and moisture content did not show any significant effect on air bubble entrapment. Explanations for these results are interpreted with the aid of the barrel fill length mechanism proposed by Cisneros and Kokini (2001).     

双螺杆食品膨化机输送螺旋的设计研究

在研究双螺杆食品膨化机螺旋送料的基础上,对双螺杆食品膨化机螺旋的设计理论进行了研究,建立了双螺杆螺旋的基本参数,提出了双螺杆螺旋的设计思路,这对双螺杆食品膨化机的性能及使用寿命是很重要的。     

MODELING the AVERAGE SHEAR RATE IN A CO-ROTATING TWIN SCREW EXTRUDER

A procedure similar to the one commonly used with mixers has been utilized to develop a model for estimating the shear rate in co-rotating twin screw extruders. Newtonian and non-Newtonian fluids were used to estimate the average shear rate for three screw configurations of a Baker Perkins (MPF-50D) twin screw extruder. As would be expected, the shear rate was highly correlated to the screw speed. At a given screw speed, 30 forwarding paddles generate the highest rate of shear, followed by feed screws and single lead screws. No data was found in the published literature to provide comparison with the results of this work. However, the model has performed well in heat transfer analysis of twin screw processes. The procedure is sensitive to screw configuration, accounts for the shearing effects in the different regions within the extruder barrel, and covers a range of screw speeds (100–400 RPM) typical of what is encountered in industrial pilot plants. Even though much more work remains to be done before the shear rate can be confidently characterized for composite screw configurations, this technique provides a sound foundation.     

Starch-stearic Acid Complex Development within Single and Twin Screw Extruders

Corn starch was extruded with 4% stearic acid in Brabender single screw and twin screw laboratory extruders. The screws were cooled and removed and samples were collected from locations along the screws. In the single screw extruder, starch gelatinization as determined by DSC and polarized light microscopy started in the compression zone and was completed in the metering zone. Starch-stearic acid complex formation as determined by iodine binding capacity and X-ray diffraction started at the same point as gelatinization and increased to a maximum near the tip of the screw. In the twin screw extruder, starch gelatinization and starch-stearic acid complex formation started at a distance of seven screw diameters and continued from there to the die end.