多腔精密医用导管挤出胀大的数值模拟分析

采用Polyflow软件对多腔精密医用导管在内腔无注气/注气两种条件下的挤出胀大行为进行了数值模拟分析,直观地反映了挤出胀大后制品截面形状的变化规律,以及注气条件下不同内腔压力差时挤出胀大行为,获得了导管截面变形与压力差之间的关系。这为机头口模的设计及改进提供了理论依据。模拟结果表明:在无注气情况下,胀大后的截面形状与口模的截面形状存在较大的区别,引入注气条件后,制品截面形状受挤出胀大和气压的双重影响,变形更为复杂,必须合理地控制气体的压力及流量。适当的气体压力和压力差可以起到改善制品截面形状的作用,但过大或过小的压力将对制品截面形状的改善起到反作用。     

超声波辅助聚丙烯五腔导管的微挤出成型

建立了医用聚丙烯(PP)的黏弹性挤出模型,并利用Polyflow仿真软件,以五腔导管挤出制品的各型腔直径和外直径为评价标准,对超声波辅助PP五腔导管(外直径为3.3 mm)气辅挤出成型过程进行仿真,研究了在等注气压力、等牵引速率条件下,超声功率、挤出机头温度、挤出速率对挤出制品截面各部位尺寸的影响;通过实际挤出实验验证不同超声功率下机头温度对制品尺寸影响的仿真结果。仿真和实验结果均表明,对于PP五腔导管制品而言,不同超声功率下随机头温度的升高,各部位的尺寸均存在一个最大值,且该最大值以及对应的机头温度均会随超声功率的升高而降低。仿真结果表明不同超声功率下随着挤出速率的上升,制品各部位的尺寸均增大,并且超声功率越高,制品的尺寸越小。     

多腔精密医用导管机头结构及口模设计研究

介绍了较佳的多腔精密医用导管机头结构,并对两类典型多腔精密医用导管的机头定型段流场进行了数值模拟分析,获得了出口截面上的速度分布图。同时研究了截面上沿最大壁厚路径及最小壁厚路径上的速度分布,提出了整个截面速度均匀性的定义。此外,综合实际挤出过程中注气这一特征,给出了修正后的口模截面形状,同时进行了定型段流场的模拟。结果表明:修正后口模截面的速度均匀性和壁厚均匀性都有了很大的提高,这对同类机头的结构设计及口模截面的确定具有较强的参考价值。     

工艺参数对PP挤出发泡泡孔结构的影响

研究了螺杆转速、机头口模形状以及机头温度对挤出发泡聚丙烯(PP)泡孔结构的影响。结果表明：在挤出发泡过程中，一定配方、机头形状和温度下，螺杆转速存在最佳值；机头形状越有利于建立高压，制得的泡沫的泡孔越细密均匀且发泡倍率越高；机头口模温度在保证顺利挤出情况下．越低越有利于制得高发泡倍率的泡沫。     

直接脱挥双阶工艺用于丁苯树脂的研究

分析了预浓缩挤出机、脱挥挤出机的螺杆转速和机筒温度等因素对产品熔体流动速率、挥发分的影响。确定了较佳的控制范围:预浓缩挤出机螺杆温度为120～160℃,螺杆转速为300-400 r/min;脱挥挤出机螺杆温度为150～190℃,螺杆转速为150～250 r/min。在此工艺条件下连续、稳定试验,得到产品的挥发分小于0.2%,各项性能指标与国外同类产品基本相当。     

聚丙烯挤出发泡中"熔体破裂"现象分析

研究了聚丙烯挤出发泡过程中“熔体破裂”现象及其对发泡体质量的影响。对比采用不同形状的机头口模的发泡试样，发现不能建立足够高压的机头中，PP／气体形成的单相溶液在离开机头口模之前发生相分离，提前发泡，使表面发生“熔体破裂”，发泡体的质量差；不同螺杆转速和机头温度对发泡体质量影响不同：对应一定温度，存在获取高质量泡沫的最佳螺杆转速范围(对Ф2mm喷丝机头，转速为30～40r／min)；相同转速下，温度过低(低于150℃)或过高(高于185℃)都会使挤出物表面产生“熔体破裂”现象，表面质量相对较差。     

稻壳粉/PVC门条线的工艺优化

采用双螺杆挤出成型的方法生产稻壳粉/PVC门条线,研究了机头温度、螺杆转速对挤出难易程度、门条线密度及其力学性能的影响,并优化了工艺参数。结果表明:机头温度175℃,螺杆转速10 r/min,主机功率8 kW时,门条线综合质量最佳。此时门条线的吸水率、低温长收缩率、低温宽收缩率分别为0.42%,0.15%和0.22%。     

加工条件对聚丁二酸丁二醇酯/聚丙烯原位微纤化共混物形态的影响

采用单螺杆挤出机组合狭缝机头制备聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/聚丙烯(PP)原位微纤化共混物,研究了加工温度、螺杆转速对其形态的影响.结果表明,机头温度160℃时形成的纤维比机头温度170℃时纤维平均直径小,长径比大,纤维区域厚度百分数(Φ值)高;当机头温度为170℃、螺杆转速为20 r/min时,在狭缝机头出口靠近上下壁面处开始形成纤维,随着转速的提高,纤维平均直径逐渐减小,Φ值增大.     

聚丙烯挤出发泡中的关键技术——加工设备和成型工艺研究

从聚丙烯挤出发泡的加工设备包括挤出机的类型、发泡机头的设计、发泡剂的注入和计量控制以及聚丙烯挤出发泡的成型工艺包括螺杆转速、压力降和压力降速率、成核剂的分散、发泡机头的温度等系统介绍了聚丙烯挤出发泡中的一些关键技术。目前的研究表明：采用双螺杆挤出机进行挤出发泡时需要考虑发泡剂逃逸和压力的升高与稳定；可以通过改变机头的形状和尺寸获得不同的压力降和压力降速率，从而控制挤出发泡的成核速率。提高螺杆转速、增加压力降和压力降速率有利于优质发泡材料的获得；优选适宜的发泡机头温度可以抑制气体逃逸，提高发泡倍率，获得更低密度的聚丙烯发泡材料。     

PET挤出发泡成型的工艺参数研究

采用挤出化学发泡法进行聚对苯二甲酸乙二醇(酯PET)的发泡成型,得到了表观密度较低、泡孔细密均匀的PET发泡材料。研究了单螺杆挤出机的机筒温度、机头温度和螺杆转速等工艺参数对PET发泡效果的影响。结果表明:实验范围内,PET挤出发泡成型的最佳工艺参数为机筒温度265℃,机头温度220℃,螺杆转速30 r/min。     

拉伸对异形聚丙烯腈原丝截面形状的影响

研究了湿法和于湿法纺制异形聚丙烯腈(PAN)纤维过程中拉伸对纤维截面形状的影响。结果表明:喷丝头拉伸对湿法纺制的PAN初生纤维截面影响明显,随着喷丝头拉伸倍数的增大,纤维异形度逐渐增大;喷丝头拉伸对于湿法纺制的纤维截面形状和异形度影响较小;沸水拉伸对二者的纤维截面形状和异形度几乎无影响。     

干湿法制备异形PAN原丝及其力学性能的研究

对二甲基亚砜(DMSO)干湿法制备三角形截面聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝的截面形成因素进行了研究,并比较了不同条件下纤维的性能。结果表明:在干湿法纺制三角形截面PAN基碳纤维原丝过程中,凝固浴条件对PAN纤维的截面影响非常明显,同时凝固浴条件和拉伸条件对纤维的力学性能也有非常显著的影响。     

带有减阻杆的旋风分离器内气体流动分析

利用激光多普勒测速仪(LDV)对装有减阻杆的旋风分离器内流场进行了详细测量,根据流场分布的特点发现在减阻杆后存在明显的绕流尾涡区.对比实验的结果表明不同结构型式的减阻杆后绕流尾涡区的流动分布不同,其中减阻杆的迎风宽度及形状对减阻杆后绕流尾涡区的流动分布有明显影响.由于减阻杆的迎风宽度及形状与减阻性能有关,因此通过对减阻杆后绕流尾涡区的流动分析可以进一步揭示旋风分离器内减阻杆的减阻机理.     

不同形状喷嘴的射流流动与卷吸特性

在不同雷诺数下,基于ANSYS Fluent 6.3软件对圆、椭圆、正方、十字、三角5种形状喷嘴的射流卷吸特性进行数值模拟,分析了轴向射流时均速度分布. 结果表明,三角形喷嘴的射流轴向最大时均速度最大,不同形状喷嘴的射流轴向最大时均速度均随轴向位置增大呈幂函数关系衰减;射流穿透深度与雷诺数和弗劳德准数存在多元线性关系;随轴向位置增大,射流横截面形状由初始段内喷嘴形状逐渐向圆形转化并最终扩展为圆形边界;射流轴线速度半值宽随轴向位置增加呈线性增大趋势,三角形喷嘴的卷吸率是十字形喷嘴的1.92~2.32倍.     

地沟油生物柴油在旋流喷嘴中的雾化实验及模拟

对地沟油生物柴油在旋流雾化喷嘴中的内部流场及外部流场进行数值模拟,考察了喷嘴孔径、旋流芯螺距、螺柱槽道横截面积和槽道形状等结构参数对出口雾化速度及索特平均直径的影响,通过实验对模型进行了验证。结果表明,0.7 mm孔径的喷嘴的韦伯数最大,索特平均直径与雾化锥角最优。螺距4 mm的喷嘴雾化特性最优,旋流芯螺距越小,流体在喷嘴内旋流次数越多,阻力损失越大,流体在切向分量上速度越大。梯形槽道的雾化效果最好,相同横截面积下槽道的水力直径越大,雾化效果越好;截面积1 mm2槽道的喷嘴最优,槽道横截面积越小,流体在槽道中的湍流程度越大,流体内部剪切应力越大,液体表面不稳定波急剧增大。     

SEM and OM Study on the Microstructure of Oxidative Stabilized Polyacrylonitrile Fibers

Summary Three polyacrylonitrile fibers were oxidative stabilized by two heat treatment modes. OM and SEM were utilized to analyze the microstructure of oxidative stabilized fibers. In experiment I (by stepwise increasing temperature), no skin-core structure occurs in the polished cross-sections of stabilized fibers from 195 °C to 265 °C, unless they are subsequently heated by temperature higher than 270 °C. In experiment II (by isothermal temperature), the oxidative stabilized fibers heated at 230 °C for 120min shows homogeneous microstructure, but those heated at 250 °C for only 60min displays distinct skin-core morphology. The shape of the boundary between the skin and the core resembles the cross-section shape of precursor fibers, but the thickness of the skin keeps almost unchanged of about 4 μm. With the increasing of temperature, the stiffness of stabilized fibers increases and the evolution of microstructure undergo four steps. It indicated that temperature is the essential factor that affects the skin-core morphology, while the cross-section shape of precursor is irrelevant to that. If fibers are directly heated at high temperature without low temperature treatment, the light colored core will fuse into a hole and deteriorate the properties of carbon fibers.     

微换热通道的几何特性对多孔微型换热器传热特性的影响

基于有限元法原理,利用Fluent流体仿真软件,针对多孔微型换热器的几何特性对传热特性的影响进行了数值模拟,分析了换热管道高宽比、长径比、孔隙率、当量直径和截面形状对多孔微型换热器传热特性的影响。结果表明,多孔微型换热器的换热性能随矩形截面微通道高宽比的增大而提高,随微通道长径比的减小而降低,随微通道孔隙率的减小而降低,随微通道当量直径的增大而提高,且在使用等量冷却剂的条件下,截面形状为等腰三角形的多孔微型换热器换热性能优于截面形状为梯形、矩形和圆形的。     

型腔截面对水辅助注塑成型水穿透的影响

为考察型腔截面对溢流法水辅助注塑中水穿透的影响,基于装备有自行研发的水辅助注射系统的注塑机对几种具有代表性的型腔截面进行溢流法水辅助注塑实验,探究了型腔截面形状、大小对水穿透截面形状、中空率及残留壁厚等方面的影响规律,并分析了影响机理。实验发现：在溢流法水辅助注塑中,水的穿透截面形状会趋向型腔截面形状;在型腔截面积相近时,水穿透的中空率随截面圆率增大而增大;在型腔截面圆率一定时,水穿透的中空率受截面大小影响不大;型腔截面恒定,水的穿透截面也较恒定,残留壁厚均匀;圆截面型腔的残留壁厚最均匀,且残留壁厚随截面的增大而变厚;型腔截面的最大残留壁厚和最小残留壁厚与壁面到截面内切圆中心的距离有关。这些发现为水辅助注塑制品的截面设计提供了参考。     

工艺条件对X形导湿透气功能聚酯预取向丝性能的影响

探讨了在纺丝成形过程中纺丝温度、侧吹风速度、卷绕速度等工.艺参数对X形导湿透气功能聚酯预取向丝截面形态、拉伸性能等的影响。研究表明,纺丝温度为291℃、侧吹风速度为0.40～0.45 m/s、卷绕速度为2800～2900m/min时得到的纤维综合性能较好。     

GAS-SOLIDS FLOW PATTERNS IN A CONCURRENT DOWNFLOW FAST FLUIDIZED BED(CDFFB)

Radial profiles of solid concentration and velocity for concurrent downward gas-solid suspension in a140mm inside diameter fast fluidized bed were investigated.The influence of gas velocity,solid circulating rateand axial position on radial profiles of solid concentration and particle velocity has been examined.It hasbeen found that an annular region of high solid concentration exists at r/R=0.94.At both the center and wallregion,the solid concentration and the particle velocities are relatively low.The shape of radial solid con-centration profile curves is mainly dependent on the cross-section averaged voidage,and the shape of radialparticle velocity profile is mainly affected by the gas velocity and cross-section averaged voidage.Based on the radial profiles of solid concentration and particle velocity,the solid mass flux profile and thenonuniformity of solids flow are discussed in this paper.It is shown that solids flow in CDFFB is much moreuniform than that in UFFB.