基于ANSYS变温场的真空练泥机泥料挤出质量的研究.pdf

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1、中国陶瓷工业Vo1．21，NO．1第2l卷第1期2014年2月CHINACERAMICINDUSTRYFebruary,2014基于ANSYS变温场的真空练泥机泥料挤出质量的研究吴南星，朱金贵，张柏清(景德镇陶瓷学院机电学院，江西景德镇333403)摘要：应用ANSYS软件对真空练泥机挤出过程中陶瓷泥料的温度场进行分析，通过对在不同摩擦系数、不同外界温度、给泥料加热到不同温度等热参数下的运动泥料进行数值模拟，得出了泥料在热参数的影响下螺旋槽内的温度变化规律。结果表明泥料在挤出过程中由于温度的变化引起速度和压力变化，从而影响泥料在挤出过程中流动质量，为陶瓷用真空练泥机泥料挤出生

2、产的研究提供了理论依据。关键词：真空练泥机；数值模拟；有限元；温度场中图分类号：TQ174．5文献标志码：A文章编号：1006—2874(2014)01—0009—04PugExtrusionQualityAnalysisforDe-airingPugMillBasedonANSYSTemperatureFieldSimulationWUNanxing,ZHUJingui,ZHANGBaiqing(SchoolofMechanicandElectronicEngineering，JingdezhenCeramicInstitute，Jingdezhen，Jiangxi3334

3、03)Abstract：Thepug’Stemperaturefieldintheextrusionprocessofthede—airingpugmillwasanalyzedwithANSYSsoftware．Thetemperaturevariationofthepuginthespiralgrooveoftheaugerwithdifferentparameters，suchasfrictioncoeficient，ambienttemperature，andpugheatingtemperature，wasnumericallysimulated．Resultssh

4、owthattheextrusionvelocityandpressurechangeswiththepugtemperature，whichintumafectthepugextrusionquality．Thisstudyprovidestheoreticalbasisfortheextrusionproductionobservationoftheceramicpugmil1．Keywords：de—airingpugmill；numericalsimulation；finiteelement；temperaturefield在真空练泥机挤出过程中，螺槽内常出现较大的(

5、1)忽略螺槽内倒角、筒壁上的挡泥槽等微小结构因温差，温差会导致被加泥料的不均匀性，以致最后影素的影响。响到成品的质量。虽然人们在真空练泥机连续螺槽中(2)忽略回流的影响，假设泥料与螺槽底面、两个螺的流动模拟和重要的流动性推测方面已经做了大量的旋面和筒体内表面同时紧密接触。研究⋯，但几乎没有涉及关于连续铰刀螺槽中泥料运(3)忽略泥料热物理l生能随时间的变化，且各层泥料动过程温度影响方面。如果这种分析计算可以实现的的参数都是各向同性的。话，那么它将会为真空练泥机进一步的研究分析提供(4)泥料为宾汉流体，因雷诺数很小，泥料为不可压理论依据。缩流体，屈服值以后的流动为粘性系数可变的粘

6、性流动，在螺槽中的流动为层流。1模型的建立及求解(5)忽略泄漏所带走的摩擦热，认为试样端面平行，不考虑热变形对温度分布的影响。1．1假设根据以上假设，对真空练泥机的挤出泥料选用由于真空练泥机中的泥料在各个螺旋长度性质相FLUID142有限元单元类型、Mapped映射网格划分同，取一个螺槽长度的泥料建立模型进行分析。为便法以及八节点六面体单元形状划分器类型进行有限元于分析，首先作如下的假设：网格划分。同时运用网格密度控制确定网格密度的大收稿日期：2014-12—02Receiveddate：2013-12-11基金项目：国家自然科学基金资助项目一陶瓷用真空练泥机关键技Corre

7、spondentauthor：UNanxmg,Professor术研究(编号：50765002)通信联系人：吴南星，教授中国陶瓷工业2014年2月小，其有限元单元模型如图1所示。1．2泥料运动速度的边界条件(1)静壁面条件：因为筒体静止，所以筒体的三个方向的速度均为零，泥料与筒壁接触面三个方向的速度也为零，垂直于壁面的压力梯度为零，无须定义采用黝认设置。_Bbv_Bo(2)运动壁面条件：轴毂属于移动壁面，壁面将“拖拉”流体或随流体一起移动，垂直于壁面的速度分量为零，定义与壁面相切的速度为壁面速度，稳态图