啮合同向双螺杆挤出机不同螺杆流场仿真分析.pdf

《啮合同向双螺杆挤出机不同螺杆流场仿真分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第44卷，第9期工程塑料应用Vol.44，No.9702016年9月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONSep.2016doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2016.09.015啮合同向双螺杆挤出机不同螺杆流场仿真分析张宏建，黄志刚，李梦林，蒋卫鑫，时俊峰(北京工商大学材料与机械工程学院，北京100048)摘要：根据啮合同向双螺杆几何学，运用SolidWorks三维建模软件建立螺杆的实体模型。采用190℃聚乳酸熔体作为流体，通过ANSYS软件划分网格得出有

2、限元模型，然后在Polyflow里进行仿真，分别得到了两种不同截面的螺纹元件的流场模拟结果。分析对比了压力场，速度矢量场、剪切速率场和黏度场，得出螺棱厚度对流场的影响。结果表明，I型截面螺杆的建压能力强于II型截面螺杆。II型截面的剪切能力强于I型截面的剪切能力，II型截面增强了螺杆的分散混合能力。关键词：啮合同向双螺杆挤出机；螺纹元件；流场分析中图分类号：TQ320.5+文献标识码：A文章编号：1001-3539(2016)09-0070-05IntermeshingCo-rotatingTwin-

3、screwExtruderwithDifferentScrewofFlowFieldSimulationAnalysisZhangHongjian，HuangZhigang，LiMenglin，JiangWeixin，ShiJunfeng(SchoolofMaterialandMechanicalEngineering，BeijingTechnologyandBusinessUniversity，Beijing100048，China)Abstract：Accordingintermeshingco-

4、rotatingtwinscrewgeometry，SolidWorks3Dmodelingsoftwarewasusedtoestablishasolidmodelofthescrew.Themeltofpolylacticacidwasusedasfluidat190℃.FiniteelementmodelwasdrawedbyANSYSmeshing，flowfieldsimulationresultsofdifferentcross-sectionofthethreadedelementswe

5、reobtainedbysimulationinPolyflowsoftware.Comparativeanalysisofthepressurefield，velocityvectorfield，shearrateandviscosityfieldfieldwasconducted.TheresultsshowthatthebuildpressureabilityofcrosssectionIofthescrewisstrongerthansectionIIscrew.Theshearcapacit

6、yofsectionIIisstrongerthansectionI，sectionIIenhancethedispersivemixingability.Keywords：intermeshingco-rotatingtwinscrewextruder；flightelement；flowfieldanalysis现今社会聚合物材料得到了市场的青睐，作为笔者为了区别于传统方法，采用机筒固定、[6]高分子材料主要加工设备之一的啮合同向双螺杆挤螺杆转动的边界条件作为实际运转条件，利用出机，由于其良好的混

7、合性能，已经被普遍用于聚合ANSYS有限元软件求解流场。运用的软件主要有物的共混改性等场合中，是高聚物配混工作时的首SolidWorks和Polyflow软件，运用SolidWorks对数[1]选机型。目前解析法和数值法都可以用来研究螺值模拟需要用的双螺杆元件进行物理模型的建立。纹流道内部的流动情况，但是由于螺纹流道中的真模拟螺杆的挤出过程使用ANSYS的Polyflow模块，实流动很复杂，解析法很难求得真实的解，因此近该模块是基于FEM的计算黏弹性流体的专用CFD[7]年来普遍采用的还是用数值法来求

8、解，如有限差分仿真软件，利用网格重叠技术将螺杆与流道进行法(FDM)，有限元法(FEM)等，其中采用最多的是网格划分，熔体模型的参数来源于实验室现有的聚FEM。FEM方法由于适于处理边界复杂的流动问乳酸(PLA)粒料。题，能计算求解包含啮合区及四个间隙在内的流体1理论模型[8]的流动问题，故该方法常用于分析双螺杆挤出机熔根据啮合同向双螺杆几何学，给出螺杆外圆[2]体输送的过程中。的半径、两螺杆的中心距以及螺纹头数就可以得出[3]T.Kajiwara等提出