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啮合同向三螺杆挤出机中心区的复杂混合特性

朱向哲 , 王阁 , 何延东 , 孙宏宇

高分子材料科学与工程

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,并采用粒子柬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。

关键词: 三螺杆挤出机 , 中心区 , 混合指数 , 粒子束分布指数

流化床异重非球颗粒混合特性试验研究

邵应娟 , 金保昇 , 钟文琪 , 胡颢 , 沙春发 , 任冰 , 张勇

工程热物理学报

建立了横截面200 min×200 mm、高1200 mm固体废弃物流化床三维冷态实验装置,选取两种形状和尺寸相同、密度差异明显的非球形颗粒模拟固体废弃物,与粒径为0.18 mm的石英砂床料组成双组分和三组分混合物,研究了不同操作参数下非球形颗粒的特征浓度分布.此外,提出了基于特征浓度标准差的无因次混合指数,获得了固废流化床内非球颗粒在不同操作参数下的混合质量.

关键词: 气固两相流 , 流化床 , 非球颗粒 , 混合指数 , 密度效应

3种混炼单元加工聚合物混合性能的模拟对比

杜遥雪 , 石绍伟 , 殷小春 , 徐百平

高分子材料科学与工程 doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.06.020

采用屏障单元、混沌单元和叶片单元,应用聚合物流体动力学软件Polyflow,对这3种新型混炼单元加工聚合物的混合性能进行模拟与对比分析.结果表明,叶片单元的混合指数大于屏障单元和混沌单元,3种新型混炼单元流道内的物料均以拉伸作用为主,流道内拉伸作用强度最大的是叶片单元;混沌单元的停留时间期望值大约为4s,屏障单元的大约为5s,叶片单元的大约为6s,叶片单元对物料的分布混合效果相对较好;叶片单元的拉伸作用明显高于屏障单元和混沌单元;3种新型混炼单元的瞬态混合效率从高到低依次是叶片单元、屏障单元、混沌单元,屏障单元的时均混合效率始终高于混沌单元,叶片单元随着轴向位置的增加对物料混合性能的影响越来越显著.

关键词: 混炼单元 , 混合性能 , 混合指数 , 停留时间 , 拉伸速率 , 混合效率

滚筒内二组元颗粒混合与分离的数值模拟

胡陈枢 , 罗坤 , 樊建人 , 杨世亮

工程热物理学报

滚筒是工业过程中处理固体颗粒的一种常用设备,本文采用离散元(Discrete Element Method,DEM)方法软球模型对滚筒内两种粒径颗粒运动进行模拟.针对不同转速下颗粒分布,提出了表观混合指数和动态混合指数来衡量两种颗粒的混合程度.利用混合指数,对于颗粒混合随时间的变化进行了研究.结果显示了不同转速下迥异的分布特性.同时,对于不同转速下二元颗粒的混合与分离,分析探究了其内部机理.最后,从能量角度探究了不同转速下滚筒内颗粒运动.

关键词: 滚筒 , 离散元方法 , 混合指数

微型锥形双螺杆挤出机混合性能的数值模拟

徐俊杰 , 张先明 , 陈文兴 , 冯连芳

高分子材料科学与工程

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.

关键词: 微型锥形双螺杆挤出机 , 混合指数 , 停留时间分布

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