同向雙螺桿擠出過程不同螺桿組合的混合性能分析.pdf

1、本文利用專業(yè)CFD(ComputationalFluidDynamics)軟件POLYFLOW對(duì)嚙合同向雙螺桿擠出過程不同螺桿構(gòu)型下的組合流道進(jìn)行了流場(chǎng)分析。建立了全充滿狀態(tài)下的三維等溫非牛頓流場(chǎng)模型，模型的幾何尺寸和邊界條件取自實(shí)際尺寸和實(shí)際條件。流場(chǎng)模擬分為兩個(gè)部分，一部分為穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)模擬，即流場(chǎng)計(jì)算與時(shí)間無關(guān)。通過編程計(jì)算出流道的結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)及單元的結(jié)點(diǎn)編號(hào)，建立有限元模型。另一部分為基于時(shí)間的擬穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)模擬，即流場(chǎng)計(jì)算考慮了時(shí)間的累積

2、效應(yīng)。通過POLYFLOW的前處理模塊GAMBIT建立有限元模型。兩種流場(chǎng)計(jì)算下的幾何參數(shù)和邊界條件一致。在穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)模擬中，對(duì)七種螺桿構(gòu)型下的流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，得到了速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、剪切速率場(chǎng)、剪切粘度場(chǎng)、剪切應(yīng)力場(chǎng)等，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了后處理。通過穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果，分析了七種螺桿構(gòu)型的正向輸送能力、軸向分布混合能力和分散混合能力。在擬穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)模擬中，采用了PTA(ParticleTrackingAnalysis)法對(duì)流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)

3、后處理。后處理結(jié)果包括累積停留時(shí)間分布和停留時(shí)間分布、累積最大剪切速率分布、固定百分比示蹤粒子最大剪切速率隨時(shí)間分布、累積最大剪切應(yīng)力分布等。通過這些結(jié)果分析了七種螺桿構(gòu)型的軸向分布混合能力和分散混合能力。對(duì)兩種流場(chǎng)模擬下所得的結(jié)果進(jìn)行分析后，所得結(jié)論一致。七種螺桿構(gòu)型的分布混合性能由大到小依次為：全反向捏合盤、正向捏合盤+反向捏合盤、正向螺紋+反向捏合盤、全正向捏合盤、正向螺紋+正向捏合盤、全正向螺紋，其中的全正向捏合盤包括錯(cuò)列角為6