新型单螺杆挤出机组合螺杆混合特性分析

螺杆的几何构型对单螺杆挤出机混合特性具有重要的影响。选取三种具有特殊构型的六菱形螺纹元件、四菱形螺纹元件和齿形螺纹元件,设计了三种针对不同加工工艺要求的新型单螺杆挤出机组合螺杆,研究了聚乳酸在三种组合螺杆中的流动和混合特性。结果表明,在组合螺杆压力交界处产生了较大的压力梯度;菱形螺纹元件可为物料提供高拉伸作用,流体在流道中停留时间较短,混合性能较差;齿形螺杆元件既可为物料提供高剪切作用,也可提供高拉伸作用,停留时间较长,混合效果较好。     

齿轮-轴系耦合系统振动特性有限元分析

以某机组齿轮传动系统为研究对象,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,建立了某齿轮传动系统的齿轮-轴系耦合系统振动有限元模型。分别对该系统未耦合齿轮转子系统和齿轮-轴系耦合系统进行了弯曲模态和弯扭耦合模态进行了对比分析,分析了啮合刚度对耦合转子临界转速的影响。在此基础上,对未耦合和耦合齿轮系统进行了不平衡响应研究。研究结果为齿轮-轴系耦合系统的动力学设计提供了一定的理论参考。     

Cam转子密炼机混沌混合特性影响因素分析

建立了Cam转子密炼机二维流动有限元模型,采用网格重叠技术,对密炼机瞬态混炼流场进行了数值模拟。在此基础上,结合Poincaré截面、平均对数线拉伸、Lyapunov指数等参数对混沌混合进行定性及定量表征;研究了转子中心距、初始相位角及转速等因素对Cam转子密炼机流体混沌混合强度的影响。结果表明,转子中心距、初始相位角及转速等因素直接影响混炼流场的混沌混合强度;增大转子中心距、改变初始相位角、提高转速等方法可强化混炼过程的混沌混合,提高流体的混合效率。     

密炼机转子系统流场特性研究

采用瞬态计算方法,对4WS型密炼机转子流场进行模拟分析。结果表明,流场的最大速度位于转子棱顶部位,这一位置容易发生回流,转子间隙的流体速度随着转子运行时间逐渐增大直至稳定;转子转动方向的改变会对流体中心区域造成很大影响,对近壁区影响较小;随着转子转动,推进区和背压区的压力差逐渐减小,回流现象随之减少。     

转子三维实体有限元分析的前后处理及CAD接

研究了转子系统三维实体有限元网格的生成,提出子块串联2D编号、复杂曲面节点坐标插值等实用方法。上述方法弥补了通用网格自动生成方法的某些不足,比较简单、有效,可以在复杂形体有限元剖分时保持良好的单元形状。采用局域搜索法绘制等应力线图,并利用CAD接口程序实现了对计算结果的后处理,在自行研发的专用有限元程序设计中有普遍应用价值。为实际工程中关于复杂三维结构的前后处理问题提供了处理方法。     

基于ANSYS的啮合异向旋转双螺杆反应器三维流场数值模拟

利用ANSYS/CFD程序对双螺杆反应器异向啮合螺纹元件进行了三维等温非牛顿流场分析,求出了无物料在反应器中的速度和压力分布规律以及螺杆特性曲线的分布。计算结果表明,在螺棱处,在啮合区的物料具有较大的压力梯度和速度梯度;流量和螺杆转速成正比,流量和流道两端的压差成反比。     

地震载荷作用下转子轴承系统动力响应特性

以某汽轮机转子-轴承系统为研究对象,考虑轴系陀螺力矩和转动惯量的影响,建立了转子-轴承系统动力学有限元模型。通过在X方向和X-Y方向输入不同的地震动峰值加速度并改变相位角的方法,研究了转子-轴承系统在地震激励下的动力响应特性。分析了转子-轴承系统关键节点的等效应力和位移变化趋势,讨论了地震载荷作用下汽轮机转子-轴承运行的安全性,旨在为转子-轴承系统的抗震设计提供一定的理论参考。     

聚苯乙烯反应器流体传热特性及换热系统结构改进的数值研究

聚苯乙烯反应过程中物料的升温速率及温度分布影响产品的质量和生产效率，反应器的设计与改造必须考虑物料搅拌过程中的升温速度和温度分布问题。在役聚苯乙烯反应器存在升温速率较慢，温度分布不合理等问题。利用ANSYS／FLORTAN程序计算了反应器内物料的温度场，找出了在役聚苯乙烯反应器存在的问题，提出了设备的改造方案。实践表明，第二种方案的装置内物料的升温速率较快，温度分布均匀，且降低了能耗。     

啮合异向旋转双螺杆混合元件--齿型元件的流场分析

利用ANSYS有限元分析软件对异向旋转齿型元件进行了三维等温非牛顿流场分析，给出了速度场、压力场、以及螺杆特性曲线的分布，讨论了齿型元件齿数对流量和回流量的影响。计算结果表明：齿型元件具有较强的分流能力和分布性混台能力，但分散性混合能力鞍弱。     

三层搅拌桨排列方式对流场影响的数值研究

为了对在役聚苯乙烯反应装置的反应器进行优化设计和结构改进,利用计算流体力学方法(CFD)分析了在役反应器内物料的非稳态流动情况,计算了反应器内物料流动的宏观速度场和分析线的速度分布,研究了三层搅拌桨3种排列角对物料流动特性的影响。结果表明,在役聚苯乙烯反应器(三层搅拌桨排列角为0°)内物料的流动以周向流动为主,下层搅拌桨附近物料的径向混合效果好于上层搅拌桨附近的物料。由于受到上下桨叶的干扰,三层搅拌桨之间形成的循环涡流区受到抑制,涡流区面积较小。综合比较发现:排列角为120°的三层搅拌桨混合效果最好,其次是排列角为90°的三层搅拌桨,而搅拌桨排列角为0°的反应器的混合效果最差。