三角形排列的全嚙合三螺桿擠出機(jī)流場(chǎng)分析、剪切分散和剪切溫升計(jì)算研究.pdf

1、聚合物加工業(yè)中，螺桿擠出機(jī)以其應(yīng)用上的諸多優(yōu)越性能而占有很大市場(chǎng)。三角排列形的三螺桿擠出機(jī)是擠出機(jī)械的又一新創(chuàng)意，所具有的獨(dú)特的擠塑特性、運(yùn)作機(jī)理使其在高聚物的共混改性、功能改性及高填充母粒制備等方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。由于三螺桿擠出工業(yè)裝備是這兩年剛剛問(wèn)世的新技術(shù)，對(duì)其擠出特性，如能耗、分散、排氣等作了很好的研究測(cè)試，然而，由于是一項(xiàng)問(wèn)世不久的新技術(shù)，對(duì)三螺桿擠出機(jī)中物料的流動(dòng)形態(tài)、混合混煉機(jī)理和剪切作用等方面有待深入研究。
　　 隨著

2、計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的升級(jí)與有限元軟件的發(fā)展，數(shù)值模擬方法己成為研究螺桿類擠出機(jī)流場(chǎng)的重要手段。為了對(duì)三螺桿擠出機(jī)中塑料融體的流動(dòng)形態(tài)與混合機(jī)理有較深入的研究，本文使用聚合物流動(dòng)分析軟件POLYFLOW開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究：
　　 (1)針對(duì)三角形排列的全嚙合同向三螺桿擠出機(jī)工業(yè)樣機(jī)的螺桿參數(shù)進(jìn)行建模，進(jìn)行三維等溫流場(chǎng)的數(shù)值模擬，使用網(wǎng)格重疊方法優(yōu)化網(wǎng)格質(zhì)量；使用粒子示蹤模擬方法研究了連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的三螺桿擠出的周期性流場(chǎng)，研究了物料的

3、流動(dòng)形態(tài)和混合機(jī)理，求解了非牛頓型聚合物融體的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、剪切速率場(chǎng)、粘度場(chǎng)。
　　 (2)為了評(píng)估三螺桿擠出機(jī)的分散混合能力，使用POLYSTAT后處理軟件，并引入累計(jì)最大剪切速率分布及其概率密度分布等概念來(lái)分析比較物料的流動(dòng)軌跡、停留時(shí)間分布及最大剪切速率。通過(guò)對(duì)由不同位置為起點(diǎn)的四個(gè)示蹤粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡的描述，較直觀地表述了三螺桿擠出機(jī)內(nèi)物料在空間位置上的多重交換。
　　 (3)運(yùn)用層流剪切理論，對(duì)三螺桿擠出的粘