混煉膠在擠出加工過(guò)程中的流動(dòng)和傳熱特性研究.pdf

1、本文對(duì)混煉膠在擠出加工過(guò)程中的流動(dòng)及傳熱特性進(jìn)行了理論分析、計(jì)算機(jī)仿真模擬和數(shù)值計(jì)算，并對(duì)混煉膠的熱物性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 在理論分析部分，應(yīng)用流體力學(xué)、傳熱學(xué)的基本理論，以銷釘機(jī)簡(jiǎn)單螺桿擠出機(jī)擠出段的粘流態(tài)混煉膠為研究對(duì)象，對(duì)擠出過(guò)程中的膠料流動(dòng)特性以及傳熱特性進(jìn)行了深入地理論分析；通過(guò)必要的假設(shè)和簡(jiǎn)化，總結(jié)和建立了膠料在擠出段的物理數(shù)學(xué)模型，并給出了相應(yīng)的控制方程。 在實(shí)驗(yàn)研究部分，對(duì)多種混煉膠的比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)特性進(jìn)

2、行了測(cè)試，得到了比熱—溫度及導(dǎo)熱系數(shù)—溫度關(guān)聯(lián)式，這些物性參數(shù)是接下來(lái)計(jì)算機(jī)仿真模擬和數(shù)值計(jì)算所必需的。同時(shí)，對(duì)膠料中炭黑含量對(duì)熱物性的影響進(jìn)行了探討，結(jié)果表明：比熱容隨炭黑質(zhì)量份數(shù)的增加近似按線性規(guī)律增大，但炭黑含量對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響無(wú)明顯規(guī)律可循。 在計(jì)算機(jī)仿真模擬和數(shù)值計(jì)算部分，從熔體輸送理論的基本假設(shè)和邊界條件出發(fā)，對(duì)銷釘機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理簡(jiǎn)化，應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS模擬分析了銷釘機(jī)筒單螺桿擠出機(jī)螺槽橫截面

3、(無(wú)銷釘、有銷釘以及銷釘布置位置變化時(shí))內(nèi)混煉膠的流動(dòng)狀態(tài)。結(jié)果表明，銷釘?shù)拇嬖趯?duì)改善膠料的混合效果、熱量的傳遞以及消除流場(chǎng)中心零速區(qū)有決定性作用。同時(shí)，采用二維順流模型并考慮溫度場(chǎng)—剪切速率—表觀粘度耦合效應(yīng)，通過(guò)數(shù)值計(jì)算求得了混煉膠在擠出機(jī)螺槽中溫度分布，并應(yīng)用仿真軟件MATLAB對(duì)其實(shí)現(xiàn)了可視化。同時(shí)，文中也探討了各種因素對(duì)膠料平均溫度和最大溫差的影響。結(jié)果表明：非牛頓特性、螺槽幾何結(jié)構(gòu)對(duì)膠料擠出過(guò)程中的溫度分布有著顯著影響；平均