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。     

啮合同向三螺杆挤出机中心区的复杂混合特性

建立了三角形排列三螺杆挤出机轴截面有限元模型,重点研究了三螺杆挤出机中心区的流动和混合规律。计算了中心区的混合指数、剪切速率和速度,并采用粒子束分布指数研究了中心区分布性混合性能。在此基础上,从微观角度分析了单个粒子在中心区运动过程中瞬时的剪切速率、拉伸率和对数拉伸率等评价参数。结果表明,在三螺杆挤出机轴截面内,中心区物料的流动性较差,但任意时刻都不存在流动"死点"。中心区内运动的微观流体粒子处于不断重复的压缩和拉伸状态,中心区具有较好的混合能力。     

三螺杆挤出机聚合物温度和功耗特性的数值模拟

利用有限元法,采用三维非等温、非牛顿流体模型,对三角形排列三螺杆挤出机内聚合物的温度分布进行了数值模拟。在此基础上,考虑了粘性耗散生热的影响,计算了三角形排列三螺杆挤出机功耗特性,研究了螺杆转速、螺纹头数、压力差和挤出量等参数对三螺杆挤出机挤出功耗和功耗比的影响,并和一字型排列三螺杆挤出机和双螺杆挤出机进行了比较。结果表明,在相同的操作条件下,三角形排列三螺杆挤出机的混合性能和功耗比均好于一字型排列三螺杆挤出机和双螺杆挤出机。     

螺杆挤出机中停留时间分布模拟研究进展

停留时间分布（RTD）对聚合物反应挤出加工具有重要的影响.介绍了经典理想模型的基本原理和对螺杆不同部位模型选择的原则,深入分析在此基础上提出的一些新的模型.从单螺杆的简单几何模型到双螺杆的复杂模型,综述了数值模拟在RTD方面应用,阐述了其难点和优势.最后比较了反应器流动模型和数值模拟的优缺点,指出二者的结合将是以后研究的重点.     

四螺杆挤出机中聚合物流动特性的计算机模拟

利用计算流体力学法(CFD),对聚合物熔体在四螺杆挤出机螺纹元件中的流动规律进行了数值模拟.利用计算所得的速度场和压力场,计算了四螺杆挤出特性,并和双螺杆、一字型排列和三角形排列的三螺杆挤出机进行了对比分析.结果表明,四螺杆的四个啮合区具有较大的压力和速度梯度,在中心区有明显的环流现象,延长了物料的停留时间分布,且中心区物料没有滞留现象.由于中心区的存在导致了四螺杆挤出机的建压能力较弱;但四螺杆挤出机在产量、分布性混合和分散性混合等方面好于双螺杆和三螺杆挤出机.     

串联式磨盘螺杆挤出机三维流动模拟计算

结合串联式磨盘螺杆挤出机的开发研究实践,对其核心部件——非阿基米德螺旋线磨盘流道中非牛顿流体的三维流动进行了模拟计算,分析了磨盘结构参数、工艺条件对流场的速度、压力和粘度分布的影响,研究结果可为该类机型的推广应用和系列开发提供理论依据。     

某挤出机螺杆断裂原因分析

某德国进口的熔融挤出机在投入使用7a(年)后螺杆发生断裂,采用断口宏观分析、化学成分分析、拉伸试验、断口微观分析、金相检验、显微硬度测试等方法,对螺杆断裂原因进行了分析。结果表明:断裂螺杆的滚条堆焊层热影响区宽度不均匀,显微组织变形,材料中的脆性夹杂物在外力作用下引起应力集中是螺杆热影响区萌生裂纹源的主要原因;裂纹在螺杆扭转应力作用下沿堆焊层逐渐扩展最终导致疲劳断裂。     

挤出机螺杆的性能评价和设计

挤出机螺杆的作用是使胶料随螺杆旋转运动逐渐变为直线运动,向机头方向推移,并与机身相配合,实现压缩生热、软化搅拌,混合胶料等。文章结合实际,分析了螺杆性能的评价指标等,在此基础上,阐述了挤出机螺杆的设计要领,供大家参考。     

对塑编挤出机性能参数的分析

本文主要介绍了塑编挤出机的主要组成，分析了螺杆挤出机主要工艺技术参数的确定，以及作为挤出机主要部分的螺杆的性能参数的分析。     

微型锥形双螺杆挤出机混合性能的数值模拟

微型锥形双螺杆挤出机(MCTSE)越来越多地应用于新型聚合物纳米复合材料的制备,但对其共混过程的理论研究相对较少。文中首先数值模拟MCTSE挤出聚丙烯(PP)熔体的过程,考察了加工参数和螺杆构型对MCTSE输送能力和沿着轴向平均压力分布的影响。研究表明,螺杆转速和螺距的增加均有利于提高熔体输送能力,沿着螺杆挤出方向,平均压力是先增加后减小。由求解得到速度场的时间积分获得粒子从入口到出口的运动轨迹,统计结果表明,MCTSE的螺杆结构有利于改变剪切或拉伸流动形态,螺杆转速更有利于调控停留时间分布(RTD)。文中采用的数值模拟方法可以点对点分析MCTSE内高聚物熔体沿着轴向流动的分散、分布和轴向混合特征。     

基于FLUENT的真空干燥箱参数优化及仿真分析

针对目前真空干燥箱内温度分布不均匀的缺点,结合货物多孔介质理论,建立干燥箱三维模型。采用FLUENT对现有干燥箱内温度场进行数值模拟分析,获得了箱内温度场分布特性,使用k-ε模型以及SIMPLE算法对烘干箱内的温度场进行仿真计算。仿真结果表明:当流速为2.5 m/s,层高为100 mm,管距为100 mm时,烘干箱内温度场分布相对比较均匀。其中热水流速对温度的分布特性影响最大。为验证模拟结果的可靠性,着重将模拟结果和实验结果结合进行了对比验证分析,得到平均绝对误差在3%以内,证实了现模拟结果的准确性。     

基于EDEM软件的粉料压制过程仿真与分析

为了验证在陶瓷墙地砖粉料压制过程中运用离散元软件EDEM分析的可行性,利用EDEM对陶瓷墙地砖粉料压制过程进行数值模拟分析,采用控制变量方法进行多组粉料压制过程的动态仿真实验,通过对实验数据的分析得出压制速度和压制力之间的关系。结果表明,在其他条件相同时,压制力与压制坯体密度均随着粉料压制速度的增大而增大,采用EDEM软件仿真的结果与压力机的实际工作情况是相符的。     

基于FLUENT的平面涡流分级机导流特性研究

为了获取平面涡流分级机导流部分最优几何与操作参数,采用计算流体动力学软件FLUENT对其进行了数值模拟,重点研究了蜗壳与导风叶对导流效果的影响。在分析模拟所得X-Y散点数据基础上,通过建立导风叶外圈的速度、压力偏差均值与一、二次风口进风量的比例、蜗壳偏心距、导风叶定位基圆直径、导风叶数量等重要参数的关系曲线,得出了一系列较优设计目标,为平面涡流分级机导流部分的改进提供了参考依据。通过试制样机SX-35并利用粉煤灰进行筛余实验,定性验证了流体动力学分析结果在工程运用中的正确性。     

FLUENT软件在粉体颗粒混合领域中的应用

介绍了FLUENT软件模拟粉粒体颗粒混合设备内部流场的基本理论和方法,论述了国内外应用和研究的进展及成果。结果表明,用计算流体力学技术可以模拟粉体颗粒混合设备中复杂的气-固多相流流场,并可以结合实验数据解决工程实践中速度场、压力场、浓度场等分布不合理的难题,为现有的混合设备的优化与新产品的研发提供指导性参数,指出了计算流体力学技术及其FLUENT软件在粉体颗粒混合领域潜在的应用前景。     

单螺杆挤出机混合过程界面追踪表征

基于涡量速度法,推导出单螺杆挤出机内三维流动无因次控制方程,提出了一种求解非牛顿流的新方法。采用交错网格,对挤出机内的幂律流体三维流动进行了有限体积方法数值模拟,得到了螺槽内的速度分布。提出了Galerkin速度逼近方法,利用Largrange插值获得速度场。借助4阶Runge-Kutta方法对流体质点运动进行数值积分追踪,对螺槽内的层流混合进行了表征。发现了界面拉伸过程中不同初始位置的示踪剂界面拉伸总体呈线性增长,但伴有周期性振荡效应。这种效应在贴近螺壁面的流体单元表现最大,甚至超过了界面平均增长的量级。     

基于FLUENT仿真的印刷机墨辊冷却结构分析与优化

目的研究印刷机输墨系统中串墨辊在定常状态下表面温度的分布情况。方法利用Pro/E对现有墨辊结构进行了三维建模,使用FLUENT仿真定常状态下串墨辊内部流体状况,得到了墨辊表面温度分布云图。结果得到现有结构墨辊表面温度集中在23.6℃左右,温差为1.1℃,根据分析结果对现有结构进行优化,得到优化后的墨辊表面温度主要集中在22.87℃左右。结论新结构可使一台印刷机每年节省电量12 776 k W·h,新型串墨辊结构相比内套辊式墨辊冷却结构,更能满足当今企业追求的绿色环保的需求。     

基于FLUENT的B10管路弯头内部流场数值模拟分析

基于FLUENT软件,建立海水管路弯头流体模型,采用数值模拟的方法对比分析了焊缝余高、海水流速、弯曲半径以及管路直管段距离对弯头内部流场的影响,采用模拟正交试验并利用极差分析法,分析了各因素对管路弯头内部冲刷腐蚀影响的主次关系。     

基于FLUENT计算的LNG真空管道泄漏安全分析

LNG （液化天然气Liquefied Natural Gas）具有低温特性,在LNG站内常用真空管道以减少LNG的气化损耗。真空管道的真空度是保证管道绝热的重要因素,一旦LNG管道发生泄漏、真空丧失,管道的绝热性能降低,LNG受热大量气化将造成火灾、爆炸等安全隐患。传统的判断往往利用经验观察或通过现场数据及公式计算对LNG管道泄漏做出判断,具有局限性。本文利用FLUENT数值模拟软件,将LNG管道转化为数学模型,对LNG管道泄漏的温度场进行模拟,分析出真空丧失后管道热量分布,研究管道泄漏后热量变化规律,识别出管道重点危险部位,能科学发现问题,对事故预防、控制具有重要的现实意义,同时为LNG站内的科学管理提供理论依据。     

基于混合特征的主减速器质量评判方法研究

根据汽车主减速器的结构和传动性能检测要求,分析主减速器在运行过程中产生的各种噪声及其原因,依据噪声辐射与振动的关系,分析该振动信号所携带主减速器运行的各种信息.使用工控机在线对主减速器壳振动信号进行采集,提出一种以LabVIEW技术为基础,采用时域和频域两种分析方法对信号进行处理,通过提取混合特征识别主减速器故障的方法.实验表明该方法的有效性.