同向旋转三螺杆挤出机固体输送段输送特性研究

基于离散元法分别对同向旋转的三螺杆以及双螺杆挤出机固体输送行为进行仿真模拟,对三螺杆挤出机颗粒速度分布以及受力分布进行分析,将三螺杆和双螺杆挤出机颗粒填充效率、输送质量以及质量流率进行对比分析.结果表明,位于螺棱和机筒附近位置的颗粒受到螺棱推力及机筒摩擦力影响较大,具有较高的速度;挤出机内部各区域颗粒填充顺序受螺杆旋转...     

"一字"型排列三螺杆挤出机三维流场分析

利用ANSYS软件包分析了聚乙烯在“一字”型排列三螺杆挤出机常规螺纹元件中的流动情况,讨论了整个流道的速度分布、压力分布、粘度分布,并和双螺杆挤出机常规螺纹元件的挤出特性进行了比较。结果表明,三螺杆挤出机的物料输运能力、分散性混合能力以及分布性混合能力都好于双螺杆挤出机。     

双锥型螺杆挤出机固体输送离散元分析

利用EDEM软件对一种普通锥形和两种双锥型螺杆挤出机固体输送段进行模拟.分析了高密度聚乙烯(PE-HD)颗粒在锥形双螺杆挤出机内的运动状态和分布规律.对比分析了3种锥形螺杆挤出的质量流速率、填充率、平均速度、平均压力、平均剪切应力和力矩等参数,给出了普通型和双锥型螺杆挤出机固体输送机理以及主要影响因素.结果表明,相比于...     

单螺杆挤出过程固体粒子输送的离散单元法模拟

用离散单元法对单螺杆挤出固体粒子输送运动进行模拟,所得结果与实验和塞流模型对比,进而验证了离散单元法的有效性。速度计算结果显示了螺槽内各粒子的运动情况,此外还研究了物料参数如颗粒大小、摩擦系数以及螺杆转速对固体输送量的影响。     

三螺杆挤出机固体输送理论的实验研究

首先研究了啮合区固体输送,得到了啮合区的固体输送率,再通过建立非啮合区的非塞流固体输送物理模型,运用虚功原理得到了固体输送的数学模型。以三层模型为例对非塞流固体输送模型进行了求解,求得螺槽中物料层的平均速度,进而得到非啮合区的固体输送率。通过引入转化系数,将啮合区转化为非啮合区,从而将啮合区和非啮合区的固体输送统一为非塞流输送,并得到了转化后的等效螺槽充满度和固体输送率,建立了三螺杆挤出机的固体输送理论,采用粒料(LDPE)和粉料(PP)进行实验验证所建立的固体输送理论,并对固体输送的影响因素进行了研究。     

单螺杆挤出机固体输送段摩擦系数的研究

介绍了当今固体输送理论的研究热点之一———摩擦系数的研究,对其进行了理论分析,并分析了影响摩擦系数的各种因素。     

离心式挤出机固体输送机理实验研究

离心式挤出机是一种将离心力场应用于塑料加工行业的新型挤出机,具有显著的节能特性。主要介绍了离心式挤出机固体输送机理的理论研究、相关实验设备以及实验研究结果。实验结果表明:离心式挤出机固体输送压力的实验测量值和数值分析预测值吻合很好。这为离心式挤出机固体输送机理奠定了实验基础,同时也为离心式挤出机的优化设计提供了实验依据。     

单螺杆挤出机固体输送段的优化设计

基于正交实验法与Matlab模拟仿真相结合的方法对单螺杆挤出机的固体输送段进行数值模拟,通过多个目标进行优化分析得到最优结果,得到固体输送段的单螺杆几何参数对固体输送速率和固体输送效率的影响,以及最优的螺杆参数组合。结果表明,优化结果不仅有较高的可靠度,而且还能缩短单螺杆的设计周期,可减少研发成本。     

基于离散元法双螺杆挤出机磨损特性分析

双螺杆挤出机在生产过程中经常会出现螺杆磨损等问题,严重影响了螺杆的使用寿命和聚合物加工的品质。本文采用离散单元法（DEM）,结合Archard磨损模型,对同向啮合双螺杆挤出机螺杆磨损进行数值模拟,分析螺杆转速和填充率等因素对双螺杆挤出机磨损特性的影响规律。结果表明,螺杆磨损主要发生在螺棱的顶部区域以及进料口处,在物料进入机筒入口处会发生严重的挤压磨损;随着螺杆转速和填充率的增加,螺杆的磨损程度不断增大;料槽后方输送段的螺杆主要产生横向切削磨损,切向累积能量是导致磨损的关键因素。     

响应曲面法优化啮合同向双螺杆挤出机固体输送段主机功率消耗和固体输送量的研究

采用响应曲面法中Box-Behnken方法设计试验并分析,建立了啮合同向双螺杆挤出机固体输送段功率消耗和固体输送量的多因素二次多项式数学模型.探讨了主要因素对功率和输送量的影响及其交互作用.验证了模型的有效性.模型所预测的功率和输送量与试验得到的数据误差小于10%.利用试验得到功率和固体输送量的回归方程,可实现对啮合同向双螺杆挤出机固体输送段功率消耗和固体输送量的预测和优化,提高能效,节约能源.     

响应曲面法优化啮合同向双螺杆挤出机固体输送段主机功率消耗和固体输送量的研究(Ⅱ)

采用响应曲面法(RSM)中Box-Behnken方法设计实验并分析,建立了啮合同向双螺杆挤出机固体输送段,单导程螺纹元件粉料输送的功率消耗和固体输送量的多因素二次多项式数学模型.探讨了主要因素对功率和输送量的影响及其交互作用.验证了模型的有效性,模型所预测的功率消耗和输送量与实验得到的数据误差小于10%.利用实验所得功...     

离散单元法数值研究水平管中密相栓流气力输送

在对密相栓流气力输送过程中气固两相运动的特点和气固两相流的数值模拟方法进行分析的基础上,将广泛应用于岩土力学中的离散单元法引入以模拟多个颗粒之间长时间的相互作用,同时考虑颗粒与流体间的相互作用(双向耦合),建立了密相栓流气力输送过程中两相流的数学模型.对多个栓的密相栓流气力输送过程进行数值模拟,结果再现了栓的滑落、形成和运动过程,与实验观察到的现象基本一致,预示离散单元法在密相气固两相流数值模拟研究中具有广阔的应用前景,为密相栓流气力输送的进一步研究提供了基础.     

基于离散单元法的丝状颗粒传热数学模型

丝状颗粒作为一类长径比较大的非球形颗粒,其传热特性及相关技术广泛应用于工农业生产的诸多领域。但目前颗粒在运动过程中传热问题的研究还很不充分,特别是对于丝状颗粒,更是缺乏有效的数学模型进行描述。从颗粒传热机理出发,提出了一种基于离散单元法的丝状颗粒传热模型,模型中综合考虑了颗粒碰撞（接触）传热、颗粒的内部导热以及颗粒与气体间的对流换热。利用该模型,对固定床中堆积丝状颗粒的热量迁移过程进行了数值模拟,着重比较了各种传热方式对传热过程的影响。研究表明,对流换热对整体传热量的贡献较大。此外,还获得了不同工况下颗粒温度随时间的变化规律。     

离散单元法及其在流态化领域的应用

经过三十余年的发展,离散单元法(discrete element method,DEM)已经发展成为一种广泛应用于过程工程领域中颗粒体系研究的数值方法,特别是将DEM与计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)相结合形成的CFD-DEM耦合方法,已经在流态化研究领域得到广泛应用。首先对DEM模型进行了综述,包括DEM模型的基本原理、颗粒形状模型、接触力模型、非接触力模型、流体作用力模型等;然后对CFD-DEM耦合方法及其在流态化领域的一些主要应用进行了介绍,包括在流化床、气力输送以及过程工程领域里的一些其他应用。最后对DEM模型以及CFD-DEM耦合方法的发展趋势进行了预测,希望能促进DEM方法的发展,并推动其在过程工程领域中的应用。     

离散单元法及其在流态化领域的应用

经过三十余年的发展,离散单元法（discrete element method,DEM）已经发展成为一种广泛应用于过程工程领域中颗粒体系研究的数值方法,特别是将DEM与计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）相结合形成的CFD-DEM耦合方法,已经在流态化研究领域得到广泛应用。首先对DEM模型进行了综述,包括DEM模型的基本原理、颗粒形状模型、接触力模型、非接触力模型、流体作用力模型等;然后对CFD-DEM耦合方法及其在流态化领域的一些主要应用进行了介绍,包括在流化床、气力输送以及过程工程领域里的一些其他应用。最后对DEM模型以及CFD-DEM耦合方法的发展趋势进行了预测,希望能促进DEM方法的发展,并推动其在过程工程领域中的应用。     

响应曲面法优化同向旋转双螺杆挤出机最大固体输送量的研究

采用响应曲面法对Φ34 mm同向旋转双螺杆挤出机的最大固体输送量进行研究。建立了以最大固体输送量为目标函数的二次式多项数学模型,探讨了目标函数的主要影响因素及其交互作用。结果表明,模型所预测的最大固体输送量和实验值之间的误差小于10 %,当螺杆转速为124 r/min、螺纹元件螺旋升角为32 °、物料粒径为2.7 mm时,最大固体输送量达到534g/min,这比优化前的最大固体输送量提高了7.2 %。     

螺旋输送器中颗粒混合过程的模拟

采用离散单元法（discrete element method,DEM）模拟了工业尺度螺旋输送器中两种不同密度与粒径的颗粒的流动状态与混合过程。采用Lacey混合指标的定量分析表明,该输送器的混合性能强烈地依赖于操作条件和结构尺寸,转速和物料的添加速率对混合效果影响最大,其次是混合段螺距和物料粒径。根据工业生产的具体要求,可参考上述发现合理地选择技术参数、提高混合效率、降低能耗。     

基于能量守恒的球单元离散元法向接触力计算方法

接触力计算模型是DEM的重要环节,现有的法向接触力计算模型中,对延性材料的模拟结果较好,但对脆性材料误差较大.经典离散元理论中的Cundall系列模型并未考虑单元形状对接触力的影响,Hertz模型虽计算结果较为准确,但条件要求严苛,很难直接推广至其他形状.本文建立了一种基于能量守恒的法向接触力计算模型—体积模型,以势能...     

一字平行同向三螺杆挤出机制备WPP/WPE共混物的性能研究

以废弃餐盒及废弃快递袋为例,使用一字平行同向三螺杆挤出机制备了不同比例的废弃聚丙烯(WPP)、废弃聚乙烯(WPE)共混物.通过力学性能测试、微观形貌表征及热性能分析,对比研究了不同废弃聚烯烃共混物的性能.结果表明:WPE能够提升WPP/WPE共混物的韧性,WPP能够提升WPP/WPE共混物的拉伸强度和弹性模量,WPP的...     

固体光气“一锅法”合成卡莫氟

以5-氟尿嘧啶、正己胺为原料,用固体光气"一锅法"合成标题化合物,并对反应条件进行初步摸索,即:以吡啶作溶剂、催化剂,原料物质的量比n(固体光气):n(5-FU)=1.2,反应温度50℃,反应时间2 h,反应收率可达92.7%.与其他方法相比,该方法操作过程简便、对环境友好、产率较高.