啮合同向双螺杆挤出机混合元件中物料三维流动路径及共混物混合形态计算

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1、北京化工大学硕士学位论文啮合同向双螺杆挤出机混合元件中物料三维流动路径及共混物混合形态计算姓名：杨海波申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：童玉清2003.5.1北京化工大学硕士研究生学位论文摘要本文对啮合同向双螺杆挤出机普通螺纹元件和捏合盘元件的流场进行了全三维非牛顿等温分析。建立了两种元件不同初始相位角时的几何模型，建立的流场几何模型采用的是两种元件流道的真实的几何形状．将两种元件的表面实际速度与流道两端的压力差作为边界条件施加于奄阻丞坌堑堕型，利用ANSYS有限元计算软件求出了两种元件在不同初始相位角时的流场的速度分布、压力分布和粘度分布。根据流场分析所得到的速度场，编程计算

2、出物料在啮合同向双螺杆挤出机的普通螺纹元件和捏合盘元件流道中的三维流动路径．从理论上描绘出不同的物料微元在两种元件中的复杂的运动轨迹；利用物料的三维流动路径，进一步计算出物料在两种元件流道中的停留时间、回流距离、所受到的剪切速率、剪切应力和．————．———————／—————————、一总应变等参数值，并分析了螺杆转速和挤出机产量对这些物理量的影响规律；采用前人建立的聚合物共混物分散模型．计算出两种元件流道出口处分散相液滴的尺寸大小及分布，为定量计算混合元件及共混设备的共混能力进行了有益的尝试。北京化工大学硕士研究生学位论文ABSTRACTTIlree—dimensionalNon-New

3、tonianisothelTnalflowfieldsofcoinlnonscl'ewelementandkneadingblockelementareanalyzedwithestablishingGeometricmodelsofdifferentinitialangleusingtherealgeometryofbarrelandscrews．TherealvelocityonsurfaceofthetwoelementsandpressureofbothendsareappliedasboundaryconditioninFEManalysis．Byusingaf'miteeleme

4、ntanalysispackag卜ANSYS，velocityprofile，pressureprofileandviscosityprofileofflowfieldsinthetwoelementsareobtained．Accordingtothevelocityprofileofflowfields，thethree—dimensionalparticletrajectoriesinthetwoelementsareobtainedbywritingprogram，thusforthefirsttimethecomplexparticlepathofdifferentmateriel

5、flowinginthetwoelementsiscomputedtheoretically．Usingthethree·dimensionalparticletrajeetories，theresidencetimedistribution，thebackflowdistance，theshearstrain，theshearstressandthetotalshearstrainarecalculatedandtheinfluencesofrotatingspeedandoutputontheabove—mentionedphysicalvaluearequantified．Thedro

6、pletdimensionsanditsdistributionofdispersephaseattheoutletofthetwoelementsarecalculatedbyadoptingthepreviousmodelofmorphologyevolutionduringpolymerblendinginatwin-screwextruder．Thisisatentativejobforpredictingtheblendingabilityofthemixelementsandequipment．北京化工大学学位论文原创性声明r$00882本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导

7、师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：锄铀忮2003年5月8日北京化工大学硕士研究生学位论文啮合同向双螺杆挤出机混合元件中物料三维流动路径及共混物混合形态计算北京化工大学机电工程学院杨海波2003．5