嵌入式行星螺桿擠出機內流動與混合行為研究.pdf

1、單螺桿擠出機結構簡單、易于制造、成本較低，因此在聚合物加工中的得到了廣泛應用。但是普通的單螺桿擠出機由于其對物料的混合效果較差，制約了其發(fā)展。通過研究混沌理論在流體力學中對于混合過程問題的研究進展，發(fā)現(xiàn)混沌對流運動對于流體的分散效果能夠優(yōu)于常規(guī)的層流混合，國外已有將混沌理論引入研究聚合物加工領域中的報道，發(fā)現(xiàn)混沌流動的效果能大大提高聚合物產品的性能。國內對于此方面確未見報道，因此本課題開展混沌動力學描述聚合物加工成型過程的研究有著重要的

2、科學與實際意義。
　　本研究基于一種新型的—嵌入式行星螺桿擠出機為研究對象，通過FLUENT軟件對普通單螺桿及四種不同的嵌入式行星單螺桿模型的進行了數(shù)值模擬，得到了模型中流場速度、壓力的分布規(guī)律，表征了不同螺桿模型的擠出特性，發(fā)現(xiàn)嵌入式行星螺桿內壓力和速度都發(fā)生波動。根據(jù)計算得到的速度與壓力值，得到了螺桿流場內的剪切速率、分散準數(shù)和停留時間分布，分析了行星螺桿個數(shù)、大小和主螺桿螺槽深度對物料的混合效果的影響。通過粒子示蹤技術，表征

3、了嵌入式行星單螺桿內混沌流動的狀況，發(fā)現(xiàn)單純的混合強度表征手段不能完全正確的表征流場混合效果，缺少了流動過程的描述。
　　結合數(shù)值模擬的結果，在第1代嵌入式行星螺桿擠出機基礎上，研制1.5代的擠出機，分別使用該機器上和雙螺桿擠出機加工CaCO3/LLDPE填充體系，通過掃描電鏡觀察擠出制品的微觀結果，分析了物料的混合效果，發(fā)現(xiàn)擁有較小長徑比的嵌入式行星螺桿能達到較大長徑比雙螺桿的混合效果。
　　本研究通過最新的仿真技術研究，