單螺桿擠出過程聚合物顆粒輸送行為研究.pdf

1、本課題采用離散元法(DEM)對(duì)擠出機(jī)固體輸送段物料的輸送行為進(jìn)行研究。運(yùn)用離散元法，以PFC(Particle Flow Code)為編程平臺(tái)對(duì)擠出機(jī)固體輸送段物料的輸送過程進(jìn)行數(shù)值模擬。擠出機(jī)加料段的物料被看作離散顆粒，物料顆粒間存在碰撞、擠壓、滑移會(huì)影響整體物料的向前輸送，與采用塞流理論研究物料的輸送行為不同，非塞流理論更加符合實(shí)際情況。
　　 本課題研究了離散元法的接觸模型，對(duì)離散元法常用的彈簧—阻尼模型以及考慮顆粒之間存

2、在粘附力的粘附模型進(jìn)行探討和比較，并對(duì)彈簧—阻尼模型中物料碰撞的恢復(fù)系數(shù)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，計(jì)算得到塑料恢復(fù)系數(shù)的取值。采用不考慮粘附力的非線性彈簧—阻尼模型和粘附模型兩種接觸模型對(duì)擠出機(jī)固體輸送段物料的擠出過程進(jìn)行模擬對(duì)比，討論粘附力對(duì)擠出過程的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)考慮粘附力，物料的擠出產(chǎn)量降低，擠出機(jī)內(nèi)壓力、物料填充率、配位數(shù)增大。
　　 采用非線性彈簧—阻尼模型對(duì)擠出機(jī)固體輸送段物料的輸送行為進(jìn)行數(shù)值模擬。首先模擬圓筒內(nèi)松密度與壓力的

3、關(guān)系，與實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了離散元法對(duì)壓力預(yù)測的可靠性。接著模擬了擠出機(jī)轉(zhuǎn)速與產(chǎn)量的關(guān)系，與實(shí)驗(yàn)對(duì)比，再次驗(yàn)證離散元法應(yīng)用于單螺桿擠出機(jī)固體輸送段研究的可行性。通過改變擠出機(jī)末端開度，發(fā)現(xiàn)開度越大，擠出機(jī)末端形成的壓力越小，擠出的產(chǎn)量逐漸增大。保持開度不變，研究了物料與擠出機(jī)的摩擦因數(shù)對(duì)擠出產(chǎn)量和擠出機(jī)內(nèi)壓力的影響;研究發(fā)現(xiàn)同一擠出機(jī)，不同物料的擠出產(chǎn)量不同;通過改變轉(zhuǎn)速，研究轉(zhuǎn)速對(duì)擠出產(chǎn)量和壓力的影響。研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速對(duì)擠出機(jī)吃料影響大，轉(zhuǎn)速過