苯乙烯阴离子聚合反应挤出过程的数值模拟

为了定量分析聚合反应挤出过程中各种物理量之间的复杂关系,进而调控化学反应和材料结构,采用有限体积方法与半隐式迭代算法,对紧密啮合同向旋转双螺杆挤出机内的苯乙烯阴离子聚合反应挤出过程进行数值模拟,研究了单体浓度,转化率、平均相对分子质量、流体粘度等物理量的影响并获得了其变化规律,该模拟结果与实验结果基本一致.     

苯乙烯自由基聚合反应挤出过程的数值模拟

聚合反应挤出过程的数值模拟有助于实现化学反应控制、材料结构控制与极限加工条件的预测。建立了异向旋转双螺杆挤出机的等效模型、苯乙烯自由基聚合反应动力学模型和化学流变模型,数值分析了单体转化率、单体浓度、引发剂浓度、重均分子量以及材料黏度等物理量在反应挤出过程的演变规律。模拟结果与实验结果符合较好。     

树脂传递模塑过程的数学描述和数值模拟进展

树脂传递模塑(resin transfer molding,RTM)过程的数值模拟对于优化工艺参数和模具设计、控制制品质量等具有重要意义.本文简述了RTM工艺的流体流动特点,介绍了RTM工艺过程数值模拟的理论基础,综述了RTM工艺过程数值模拟的发展历程,并展望了其发展趋势.     

双层聚合物共挤出过程的数值模拟

以HDPE/LDPE共挤出型材为例,用有限元方法对非牛顿流体在共挤出流道内的等温流动进行了二维数值模拟。分析了模具流道收敛角、入口体积流量以及模具结构形状对流道内压力场、速度场以及界面偏移的影响。结果表明:当流道收敛角在0°<α<90°区间变化时,角度的大小对熔体界面影响不大;但当流道收敛角为90°时,共挤出区开始段出现流动死角。流道入口平流区可以使流道内的压力场均匀,有降低流道压力降的作用。HDPE/LDPE两种聚合物熔体共挤出时,其入口流率比对界面位置的影响很大。     

卧式海水制冰机制冰过程的数值模拟

根据卧式海水制冰机的工作原理和结构建立数学物理模型,对其结冰过程进行数值模拟,将计算结果与试验数据进行对比分析,二者基本吻合,并研究冰筒转速、海水温度和蒸发温度对成品冰的厚度产生的影响。该数值模拟为卧式海水制冰机的实际设计和性能优化提供必要的理论依据。     

我国非金属矿粉体加工设备流场数值模拟进展

针对我国非金属矿粉体加工设备数值模拟技术处于初始探索阶段并且系统研究为数不多的现状,对非金属矿粉体加工设备数值模拟的研究进展进行综述;分析数值模拟在非金属矿粉体加工设备流场研究中应用的必要性、关键技术、存在困难和发展趋势,指出非金属矿粉体加工设备流场数值模拟未来的研究重点应是加强以模拟计算为目的的流场测量。     

轮胎胎面胶料共挤出过程的数值模拟

以某复合胎面胶料(TWR/FB)的共挤出过程为研究对象,利用Polyflow软件,采用Phan-Thien and Tanner(PTT)本构模型和Navier滑移模型对2种胶料熔体在口模内外的流动进行了三维数值模拟,并将模拟得到的挤出断面和试验挤出断面进行了对比分析。同时分析了牵引速度和预口型板的收敛角对共挤出的影响,结果表明,牵引速度对胶料离开口模后的形状和面积胀大比的影响显著,但对胶料在口模内部的流动状态影响不大;适当地增加预口型板收敛角可以增强胶料在口模内的流动性,提高挤出制品的质量。     

橡胶轮胎部件挤出过程数值模拟分析

以某轮胎部件胶料的挤出过程为研究对象,采用Phan-Thien-Tanner(PTT)本构方程对挤出过程进行三维等温数值模拟。分析了胶料在挤出机内的流动情况,并考察分析壁面滑移系数、流量和牵引速率对出口速率分布和挤出胀大的影响。结果表明,在自由挤出的条件下,壁面滑移程度对胶料离开口模时的速率分布影响较大,主要表现为对挤出胀大的影响,而流量的变化对挤出胀大的影响较小;当施加牵引时,随着牵引速率的增加,挤出胀大比减小,当牵引速率超过一定范围后会导致挤出物的形状发生畸变。     

三螺杆挤出机挤出特性的数值模拟

利用计算流体力学的方法对聚合物熔体在三螺杆挤出机中的流动规律进行了数值模拟,分析了物料在三螺杆中心区的流动和混合情况。通过速度和压力分布,计算了三螺杆挤出机的螺杆挤出特性参数,并和双螺杆挤出机进行对比分析。结果表明,由于中心区环流的存在,延长了物料在三螺杆挤出机的停留时间分布。三螺杆挤出机在分布性混合、分散性混合、能耗等方面均好于双螺杆挤出机,而产能比又为双螺杆挤出机的1.3倍。三螺杆挤出机具有较好的工程应用前景。     

高分子超滤膜表面活性层污染过程的数值模拟

在高分子超滤膜污染机理分析的基础上,结合连续性方程,建立了基于Darcy定律、对流扩散方程以及吸附动态方程的污染过程数学模型;通过有限元模拟,得到了膜厚度方向渗透通量的时间演变特点,并揭示了溶液性质以及膜物性参数对膜渗透通量的影响规律;进而分析了膜渗透通量减小的原因,可以为生产实践提供参考。     

反应挤出在聚合物共混改性中的应用与进展

综述了反应挤出技术发展概况,反应挤出实施要点,分析了反应挤出共混改性效果的影响,最后指出了反应挤出共混改性技术在我分子材料工业中的应用前景。     

反应挤出技术在高聚物制备中的应用

介绍了反应挤出技术的主要特征,反应类型,工程基础及在制备 中的应用情况,展望了反应挤出技术的发展趋势。     

水平基底上薄膜流体的数学模型及其数值模拟

以应用于车体外壳的薄膜涂层为研究对象,针对涂覆于镀膜钢板上的流体高度差分布,提出了一种独特的数值模拟方法。首先基于该应用中薄膜流体的特殊几何特征和润滑近似理论简化描述流体的经典Navier-Stokes方程,结合边界条件建立所描述的薄膜流体运动的数学模型,然后运用傅里叶伪谱法与Runge-Kutta法相结合的方法进行数据处理,并根据所建立的数学模型与选取的相关算法,采用MATLAB编程对以上所描述的薄膜流体的涂覆的均匀性进行数值模拟。最后将数值模拟结果与实验数据进行对比,验证了数学模型与计算方法的合理性。通过数值模拟与实验分析可知,随着时间的推移,薄膜流体的自由液面高度差向着均匀性发展,但发展速率有限。     

反应性挤出粉料PE接枝MA的研究

在高速混合机中,均匀混合HDPE粉料、马来酸酐(MA)和过氧化二异丙苯(DCP),然后在单螺杆挤出机中,于180℃下熔融挤出反应,得到PE接枝MA(PE-MA)样品。反复用二甲苯溶解,经丙酮沉淀后,测得的红外光谱表明,如上处理2～3次可完全除去未反应的MA。经二次挤出,产物的接枝率(G_x)和熔融指数(MI)变化很小,说明一次挤出后PE-MA中无残留过氧化物。研究了G_x随DCP或MA用量的变化,得知采用MI高的HDPE有利于接枝反应。     

木薯块根挖掘作业过程的数值模拟

为了获得木薯块根挖掘铲作业时挖掘铲与土壤的作用过程、块根应力变化过程和挖掘铲各结构参数对作业质量的影响规律,该文采用ANSYS/LS-DYNA显式动力学仿真软件,利用拉格朗日算法和光滑粒子流体动力学(Smoothedparticlehydrodynamics,SPH)算法相结合的方法及修正的摩尔-库仑屈服准则,建立挖掘铲-茎秆-块根-土壤系统的动力学可视化仿真模型,对块根挖掘松土过程进行数值模拟分析,在微观层次上研究了挖掘铲的松土机理、土壤的变形、破裂、疏松过程和块根的应力变化过程,同时,采用单因素试验方法,研究了挖掘铲结构参数对牵引阻力、松土效果及块根有效应力的影响规律。结果表明：土壤被铲尖抬起,产生弯折、剪切破裂是挖掘作业土壤疏松的主要原因;在挖掘松土过程中,块根受土壤挤压产生弯曲变形。入土角和铲宽增大,牵引阻力增大,松土程度增加,但块根的弯曲变形也增大,有效应力增大,块根易产生折断,造成收获损失,而翼张角增大,牵引阻力减小,松土程度减小。     

沥青浸渍过程的数学模拟

借鉴过滤过程的基本模式，利用毛细管流动的基本公式，对沥青浸渍过程进行了数学模拟，得出了浸渍时间的数学表达式，以此对影响浸渍工艺的一些工艺参数进行了讨论，描述了浸渍效果与其工艺参数之间的关系，并利用此公式对一实际样品进行了模拟计算。     

微型客车热环境计算机模拟与优化

应用计算流体动力学方法（CFD）对微车车室几种进出风口位置的温度场、速度场进行了计算机模拟,并对这几种温度场、速度场进行了比较,得到使热环境最优的计算结果,达到车室热环境优化的目的。证明计算流体动力学方法是进行车室热环境优化的有效方法。     

双螺杆反应挤出模型的研究

详细研究了双螺杆中反应挤出聚合物的动力学模型、流动模型和传热模型。通过实验得到了双螺杆反应器中聚合物的停留时间分布及平均停留时间。