双转子连续混炼机不同转子元件混合性能的对比研究

在普通转子的基础上设计了开槽螺棱转子和阶梯型螺棱转子,并借助聚合物加工分析软件 Polyflow分别对3种转子元件的混炼段进行了数值模拟,并对其混合性能进行了对比分析。结果表明,3种转子元件中,开槽螺棱转子的分散混合能力和分布混合能力最强,阶梯型螺棱转子的分散混合能力最差,其分布混合能力优于普通转子,但次于开槽螺棱转子;在分散混合方面,相对于普通转子和开槽螺棱转子,阶梯型螺棱转子对物料的分散能力更加依赖于拉伸作用。     

双转子连续混炼机的研究

双转子连续混炼机在我国是一种新型的混炼机械。文章介绍了双转子连续混炼机混炼元件的主要特征，并研究了其混炼原理。从分布混合和分散混合两方面对混炼过程做了分析。     

双转子连续混炼机混炼段分散混合效率的研究

利用有限元分析软件Polyflow对自行设计的ECM30型双转子连续混炼机转子的混炼过程作了三维等温流场分析,借助于剪应力和混合指数对转子的分散混合效率进行了分析研究;讨论了不同的操作工艺对分散混合效率的影响。该数值模拟的结果将有助于针对不同的聚合物采用不同的混炼工艺,使得聚合物在转子中的混合达到最优化。     

双转子连续混炼机中的混沌混合行为研究

双转子连续混炼机是一种具有优异分散与分布混合特性的连续混炼设备。本文运用混沌流动理论,对双转子连续混炼机混炼流场的混沌流动特性进行了分析研究,提出了采用以物料停留时间为基准的修正Lyapunov指数来描述混合过程中发生的拉伸应变,并借助于有限元计算,得出流场绝大部分区域的修正Lyapunov指数大于零,并发现混炼流场中存在非常有利于拉伸、折叠流动的涡旋流动,赋予了双转子连续混炼机优异的分散与分布混合特性。     

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。     

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。     

双转子连续混炼机功率计算

在介绍了双转子连续混炼机基本工艺原理的基础上，推导了该混炼机驱动功率计算公式，并与日本制钢所给定的混炼机系列功率值进行了对比计算，计算结果与日本制钢所给定的混炼机系列功率给定值基本吻合。研究结果对于双转子连续混炼机功率设计具有指导意义。     

双转子连续混炼机最佳转子相位角确定

采用流体运动的基本方程，建立了双转子连续混炼机两根转子之间横向流动流量的计算模型，推导出了两根转子之间横向流动流量的计算公式，分析了该流量随相位角的变化规律，确定了能实现最大流量的相位角数值。     

双转子连续混炼机混炼过程和原理的研究

研究了双转子连续混炼机的混炼过程和混炼原理,并建立了混合过程的数学和物理模型。研究结果表明,转子组合（螺棱交汇区的长度）、转子转速、螺棱顶部与混炼腔内壁之间的间隙、嵌入块形状和卸料门开启度是影响混合过程的主要参数。     

楔形角对连续混炼机新型转子混合性能的影响

建立了双转子连续混炼机新型三棱转子的模型,运用聚合物加工专用分析软件Polyflow,分别对具有不同楔形角的新型三棱转子的动态流场进行了三维非牛顿等温模拟,用统计学方法得到了各转子流场的停留时间分布、最大剪切应力分布以及分离尺度曲线。结果表明,楔形角较小的转子的分散混合性能较好,但分布混合性能较差,楔形角较大的转子的分布混合性能较好,但分散混合性能较差;当楔形角在15 °附近时,新型三棱转子的分散、分布混合性能最好。     

不同转子的双转子连续混炼机混炼效果的比较

采用三维绘图软件PRO/E对双转子连续混炼机的转子进行了结构设计,利用GAMBIT对其进行网格划分及边界条件设定,并运用有限元流体分析软件POLYFLOW对转子部分的混炼过程进行了模拟分析,比较了转子转过不同角度时沿轴向距离的剪切速率、平均速度、黏度以及压力。分析得出,螺棱交汇点位置在其长度方向1/3处的转子存在着很明显的反向压力,即可以产生明显的有利于混炼的反向流动。该研究将有助于优化转子结构,从而进一步提高混炼效果。     

混炼设备的发展及连续混炼机的研究

混炼设备的发展经历了大致三个阶段开炼机,密炼机和连续混炼机.目前橡塑工业正向着大型化、自动化、连续化发展,连续混炼受到人们越来越多的关注.双转子连续混炼机在我国是一种新兴的连续混炼设备,它既能连续工作,又保持了密炼机优越的混合特性,可以在很宽的范围内完成对物料的混合造粒任务,对它的研究正在逐步开展起来.     

双转子连续混炼机混炼段相似放大初探

基于几何相似准则,分别对3种混炼段构型进行了2倍和10倍放大,用Polyflow软件对放大前后的混炼段流场进行了模拟研究,以1个旋转周期内不同横截面上的平均压力和平均混合指数、物料在混炼段的停留时间分布、混炼段出口截面上的解聚功率密度和修正Lyapunov指数的累积概率函数、比能耗、扭矩和轴向力等为评价指标,分析了几何相似放大对流场特征、混合效果、能耗等的影响。结果表明,采用几何相似准则对不同构型的混炼段进行放大时,在转速不变的情况下,产量均可按几何放大倍数的3次方放大,而混炼段流场特征、混合效果及比能耗保持不变,混炼段转子所受的轴向力和扭矩分别按几何放大倍数的平方和立方增大;在进一步的放大设计中需兼顾热平衡相似,以便在高产量下保证塑化品质。     

双转子连续混炼机中PP/PET原位复合共混的研究

利用双转子连续混炼机进行了聚丙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酷(PP/PET)原位共混实验。通过分析共混物的微观形貌,探讨了流变行为对PET原位复合材料形成微纤的影响,以及共混温度、组分含量、剪切速率等对微纤形成的作用,并研究了组分相容性与成纤的关系,最后,探讨了PET组分含量对材料拉伸强度的影响及其作用机制。研究结果表明,在双转子连续混炼机中通过控制各加工参数,PET分散相在PP基体中可以获得显著成纤,并有利于提高复合材料的拉伸性能。     

双转子混炼机中固体粉末与聚合物共混的数值模拟

利用聚合物加工分析软件POLYFLOW模拟了双转子连续混炼机中固体粉末在聚合物中的混合过程,并对不同转子转速下的三维等温非牛顿流场进行了流场和动态混合计算和统计学后处理。采用累积停留时间分布表征混合物的轴向混合性能,用团聚体累积粒径尺度分布表征固体粉末团聚体在聚合物基体中的分散状态,直观反映出团聚体在聚合物流场中粒径的变化情况,并用分离尺度分布表征混合物的分布混合性能。结果表明：在一定范围内提高转子转速有利于固体粉末/聚合物的分散、分布混合性能,确定合理的转速范围对于获得高性能聚合物复合材料至关重要。     

基于能量等效的双转子连续混炼机混炼段相似放大研究探讨

根据双转子连续混炼机自身特性和等效平均停留时间、等价转子顶部剪切速率的原则,以能量等效为衡量混合效果的准则,提出双转子连续混炼机混炼段相似放大设计的流程及其理论模型。在该模型确定的转子转速和喂料速率下,利用Polyflow软件模拟了机筒内径分别为30 mm和100 mm的双转子连续混炼机混炼段和卸料段内的流场特征,以能量等效为指导准则,通过对流场特征和混合效果进行分析,对所提出的相似放大设计理论模型进行了验证。     

啮合型连续混炼机转子混炼特性的研究

介绍了几种混炼元件的混炼特点。在建立啮合连续混炼机转子的三维非牛顿等温流场模型的基础上,利用ANSYS软件对转子流场进行数值模拟,并对流场特点进行了分析。讨论了操作条件对转子混炼性能的影响。