差速嚙合轉(zhuǎn)子混合設(shè)備研制.pdf

1、為了研究差速嚙合轉(zhuǎn)子混合器的均化塑煉效果，本文開展了差速嚙合轉(zhuǎn)子混合設(shè)備的研制?；陔p轉(zhuǎn)子嚙合的特點(diǎn)，運(yùn)用相對運(yùn)動法建立統(tǒng)一型線方程，并設(shè)計多種差速元件，利用有限元方法分析差速元件的流場特點(diǎn)及混合效果，搭建混合器的實(shí)驗(yàn)臺，研究差速混合器的混合效果。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴利用流變儀測得高密度聚乙烯的本構(gòu)方程參數(shù)。通過數(shù)值手段分析整個流場及關(guān)鍵監(jiān)測點(diǎn)的剪切速率和壓力變化規(guī)律，得到轉(zhuǎn)子與料腔內(nèi)壁面之間的較佳間隙值為0.3mm。選擇

2、分散準(zhǔn)數(shù)、剪切速率和分離尺度三個表征量，對比差速比分別為2∶1、4∶1和5∶2的異向嚙合轉(zhuǎn)子二維截面的混合效能，得到轉(zhuǎn)子差速比為2∶1時混合效能較好的結(jié)論。選擇停留時間，分散準(zhǔn)數(shù)、剪切速率和剪切應(yīng)力的最大值為表征量，對比差速比分別為-3∶1和3∶1轉(zhuǎn)子的混合效果，得到結(jié)論:異向差速螺旋轉(zhuǎn)子的分布能力好于同向差速螺旋轉(zhuǎn)子，但分散效果不佳;同向差速捏合塊的分布效果和拉伸性能更好，但剪切效果比異向差速捏合塊差。數(shù)值分析差速比4∶1螺旋轉(zhuǎn)子的擠

3、出產(chǎn)量及時間分布，得到轉(zhuǎn)速與流量線性相關(guān)且低轉(zhuǎn)速下分布效果好的結(jié)論。
　?、拼罱ú钏匐p轉(zhuǎn)子擠出機(jī)實(shí)驗(yàn)臺。設(shè)計了差速比為4∶1的螺旋轉(zhuǎn)子，選擇驅(qū)動電機(jī)和變頻器，設(shè)計齒輪減速箱和圓柱口模。不同轉(zhuǎn)速與物料體系下，擠出產(chǎn)量、出口壓力分別與轉(zhuǎn)速線性相關(guān)。利用示蹤顆粒法發(fā)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速下物料的最小停留時間過短，對分布混合不利。物料粘度高造成出口壓力波動大，擠出產(chǎn)量不穩(wěn)定。完成差速直橫截面轉(zhuǎn)子混合器實(shí)驗(yàn)臺的搭建，設(shè)計出差速比分別為3∶2和5∶2的轉(zhuǎn)子

4、，轉(zhuǎn)速比可調(diào)式減速箱和料腔。給出物料在不同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下的扭矩曲線。高轉(zhuǎn)速下曲線加料峰和塑化峰提前，且對應(yīng)扭矩值更大。通過扭矩平衡值、扭矩最大值及對應(yīng)時間點(diǎn)的對比分析，得出3∶2轉(zhuǎn)子混合效果較好的結(jié)論。通過觀察不同采集時間點(diǎn)樣品的外觀，分析物料混合過程。利用偏光顯微鏡從微觀角度觀察樣品的混合效果。
　?、窃O(shè)計出不等徑差速轉(zhuǎn)子混合器、星型差速轉(zhuǎn)子混合器和行星差速轉(zhuǎn)子混合器，并給出傳動裝置的設(shè)計方案。利用數(shù)值手段分析差速比分別為-3∶1和