離心式擠出機結構創(chuàng)新與固體輸送及增壓機理的研究.pdf

1、離心式擠出機是一種新型聚合物加工機械，其主要創(chuàng)新點為將離心力場應用于固體輸送及增壓。本文以離心式擠出機的工作機理為主線，對離心式擠出機結構設計、工藝參數(shù)、固體輸送增壓機理、固體輸送壓力分布狀態(tài)的數(shù)值模擬、固體輸送增壓機理的實驗驗證等多個方面進行探索和研究。 本文全面地剖析了離心式擠出機的輸送增壓、圓盤熔融、計量擠出工作機理，提出了離心式擠出機的總體設計。并詳細討論了離心式擠出機的主要結構，其中包括主機、傳動系統(tǒng)、控制測量系統(tǒng)、加

2、熱冷卻系統(tǒng)、以及密封結構。同時，本文也闡述了離心式擠出機主要工藝參數(shù)以及結構參數(shù)的設計，其中包括離心力場、工作轉(zhuǎn)速、剪切速率、傳熱能力、密封能力以及圓盤熔融段法向應力等。另外，由于離心式擠出機屬于高速旋轉(zhuǎn)機械，本文對其臨界轉(zhuǎn)速也進行了有限元數(shù)值分析。 除上述離心式擠出機設計問題外，本文著重研究了離心式擠出機聚合物輸送增壓機理，建立了在離心力場的作用下聚合物輸送壓力分布的數(shù)值模型，得到轉(zhuǎn)鼓中聚合物輸送壓力分布方程；同時，利用固體輸

3、送壓力分布方程，分析了轉(zhuǎn)鼓結構幾何參數(shù)、聚合物物料屬性、轉(zhuǎn)鼓材料以及操作工藝條件對轉(zhuǎn)鼓中聚合物輸送壓力分布的影響。 數(shù)值分析研究表明，選取適當?shù)霓D(zhuǎn)鼓錐角α、半徑R<,n>以及轉(zhuǎn)鼓材料，同時針對不同聚合物，選擇不同的轉(zhuǎn)速n可以得到預期的固體輸送壓力；提高轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的表面光潔度、對轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁進行表面涂層處理，可大大減少摩擦，可將原本浪費的摩擦上的能量用以提高聚合物固送壓力。 根據(jù)離心式擠出機的聚合物輸送機理，設計出聚合物輸送增壓