同向啮合双螺杆挤出过程固体输送可视化研究——螺纹元件中的粒料输送

借助可视化同向啮合双螺杆实验挤出机和特殊的实验方法,作者进行了大量固体输送实验研究,弄清了在这种双螺杆挤出过程中固体输送存在两种输送机理和临界充满度,有三个子输送区,进而建立了具有三个子输送区的固体输送理论模型。     

啮合型同向旋转双螺杆挤塑螺槽非充满的固体输送的理论研究（I.理论模型）

本文依据采用全程透明视窗双螺杆挤出机对多各聚合物材料所作的动态可视化挤出实验观测的结果，提出了描述啮合型同向旋转双螺杆挤塑中螺槽非充满的固体输送的理论模型。结构力学中的散粒体的概念被引入研究中。     

啮合型同向旋转双螺杆挤塑螺槽非充满的固体输送的理论研究

本文依据作者建立的啮合型同向旋转双螺杆挤出非充满固体输送的理论模型，以区域型和边界型相结合的数值计算方法，对非充满螺槽的非塞流固体输送的应力场和程度场进行了求解，并了讨论子其影响因素。     

非啮合异向旋转双螺杆挤出过程可视化研究（1）：固体输送模型化

文章介绍了作者借助于机筒顶部装子若干玻璃视窗的非啮合异向旋转双螺杆挤出机得出的可视化研究结果，包括挤出过程的可视化现象以及固体输送的模型化。     

普通螺杆和屏障螺杆挤出机的计算机模拟

提出了普通螺杆和屏障螺杆的计算机模拟方法 ,所用模型包括喂料区、固体输送区、熔融区和熔体输送区。在屏障螺杆中其固体熔融速率是按Tadmor模型计算出来的。而Tadmor模型的固体床速率是以固体床厚度和宽度的变化为基础。模拟的数据同实验数据相比较 ,可精确合理的预测出普通型和屏障型螺杆挤出特性。     

同向啮合双螺杆固体输送特性的可视化研究

利用可视化的啮合双螺杆实验挤出机，对挤出过程中不同操作条件下粉状聚合物在螺纹元件中的输送特点、输送机理和输送能力进行了实验研究。并对不同导程的螺纹元件组合在计量和溢流加料时的输送能力进行了分析     

同向啮合双螺杆固体输送特性的可视化研究——螺纹元件的粉料输送

利用可视化的啮合同向双螺杆实验挤出机，对挤出过程中不同操作条件下粉状聚合物在螺纹元件中的输送特点、输送机理和输送能力进行了实验研究，并对不同导程的螺纹元件组合在计量和溢流加料时的输送能力进行了分析。     

单螺杆挤出全过程三段七区模型的计算机模拟及软件研制

采用三段七区模型^[1]对挤出过程进行计算机模拟。这七个区段分别是：固体输送段的非塞流固体输送区和塞流固体输送区，熔融段的延迟区。熔池区，环流区，固相破碎区以及计量段，为了把各区段融合成有机的整体从而对挤出全过程进行计算机模拟。本文提出了各区段衔接的方法，基于这些方法，编制了单螺杆挤出分析软件SinoTru。计算结果表明了本文方法的实用性和有效性。     

啮合型双螺杆输送及混合性能评价

比较了挤出工程中的单螺杆，啮合同向、异向双螺杆的输送和混合性能的差异，为认识啮合双螺杆的工作机理和选用双螺杆提供了帮助和参考。     

啮合双螺杆输送及混合性能评价

比较了单螺杆、啮合同向旋转和异向旋转双螺杆的输送和混合性能，为认识啮合双螺杆的工作机理和选用双螺杆提供了参考。     

普通螺杆和屏障螺杆挤出机的计算机模拟

提出了普通螺杆和屏障螺杆的计算机模拟方法，所用模拟包括：喂料区、固体输送区、熔融区和熔体输送区。在屏障型螺杆中，其固体熔融速率是按Ｔａｄｍｏｒ模型计算出来的，而Ｔａｄｍｏｒ模型的固体床速率是以固体床厚度和宽度的变化为基础的。模拟的数据同试验数据相比，可精确合理以预测出普通型和屏障型螺杆的挤出特性。     

基于离散单元法一字排列三螺杆挤出机固体输送段输送机理分析

利用离散单元法对计量加料下一字排列三螺杆挤出机固体输送段进行模拟。分析了聚合物颗粒在一字排列三螺杆挤出机正位移输送和摩擦拖曳输送2种输送机理下的输送情况,计算出一字排列三螺杆挤出机的输送特性参数,并与双螺杆挤出机进行对比分析。结果表明,由于三螺杆挤出机啮合区的增加,提高了颗粒在挤出机螺槽内的填充率。一字排列三螺杆挤出机在填充程度、质量流速率等方面均优于双螺杆挤出机,并且输送产量大约为双螺杆挤出机的1.3倍,在聚合物加工行业具有较好的工程应用前景。     

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。     

单螺杆挤出固体输送段非塞流的三层模型法

依据单螺杆挤出机固体输送段的非塞流现象，把固体塞分成上、中、下三层，通过应力—速度方程，推导出产量与压力降的三次方程；详细讨论了摩擦系数对最大产量的影响，并深入地分析了单螺杆挤出机固体输送段产量与末端压力的关系，通过这些分析计算，三层模型法能很好地预示单螺杆挤出机固体输送段的压力与产量，该方法不仅简单明晰而且精度高，是一个可使用的方法     

强制加料挤出机的出料计算

本文介绍了开槽机筒挤出机的强制加料机理，分析了开槽区固体物料与机筒之间的摩擦类型以及挤出特性，阐述了在强制输送和与背压相关两种情形下的挤出量计算。对强制加料挤出机的设计，研究及应用均具有参考价值。     

计算流体动力学（CFD）及其软件包在双螺杆挤出中的应用

从数学模型、软件包的应用和数值模拟对象（即整根螺杆、熔体输送段、混合以及反应挤出等）三个方面介绍了计算流体动力学（CFD）及其软件包在双螺杆挤出中的应用,并讨论了双螺杆挤出加工数值模拟中尚特解决的问题。     

用途广泛的双螺杆挤出机

介绍了国内外对于双螺杆挤出机研究的最新动向。在理论上，人们可以更准确地计算挤出机的重要加工参数，评价各型双螺杆挤出机的优劣；在实验上，反应挤出技术代表了双螺杆挤出机开发的趋势，在此基础上的多螺杆技术是新发展。     

啮合型同向旋转双螺杆挤塑螺槽非充满的固体输送的理论研究（Ⅰ、理论模型）

本文依据采用全程透明视窗双螺杆挤出机对多种聚合物材料所作的动态可视化挤出实验观测的结果，提出了描述啮合型同向旋转双螺杆挤塑中螺槽非充满的固体输送的理论模型。结构力学中的散粒体的概念被引入研究中。     

新型螺杆挤出机固体输送理论的研究

介绍了一种嵌套式新型螺杆挤出机。在固体输送段对内螺杆的两种等效情况下固体塞的运动和受力作了深入分析。理论上证明了这两种情况下的固体输送机理与外螺杆的情况相同,均建立在固体摩擦输送机理基础之上;讨论了牵引角、摩擦因数和螺纹升角对上述三种情况固体输送流率的影响。结果表明,螺杆旋转机筒静止和螺杆静止机筒旋转两种情况下固体输送流率相差不大,而螺杆机筒同时旋转情况下的固体输送流率远大于其他两种情况。增大牵引角、降低螺杆表面粗糙度和提高机筒内表面的摩擦因数均有助于提高固体输送流率。螺杆旋转机筒静止和螺杆静止机筒旋转这两种情况下最佳螺旋角均为17°左右,而螺杆机筒同时旋转情况下最佳螺旋角为15°左右。     

啮合型同向旋转双螺杆挤塑机熔体输送机理研究

本文提出了描述啮合型同向旋转双螺杆挤塑机中非等温三维熔体输送流场的理论模型。借助罚函数有限无及边界无法对该流场进行了求解。此后计算和分析了熔体输送段的重要工作特性参数。计算结果和实验结果的良好吻合证明所采用的模型合理、计算方法可行、计算结果可靠。