推進(jìn)劑代料單螺桿壓伸過程的數(shù)值分析研究.pdf

1、螺旋壓伸過程是固體推進(jìn)劑塑化成型最主要的工藝之一。然而，當(dāng)前對其螺壓工藝過程的研究卻不是很充分，尤其對影響工藝過程安全性的物料流變參數(shù)研究很少。本文采用計(jì)算流體力學(xué)軟件POLYFLOW，運(yùn)用數(shù)值模擬的方法研究了螺壓工藝過程中的物料流變參數(shù)情況，為工藝過程控制與安全性分析提供了科學(xué)、有效的參考。
　　首先，根據(jù)螺壓工藝過程中某推進(jìn)劑的流變狀態(tài)，使用與該推進(jìn)劑物料相近的材料參數(shù)，建立其適用的數(shù)值模型，通過在ANSYSWORKBENCH

2、仿真平臺中建模和分析，得到穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下螺壓機(jī)中推進(jìn)劑代料的溫度、壓力、黏度、剪切速率、剪切應(yīng)力以及黏性生熱等安全參數(shù)分布情況。通過模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)在螺棱處物料的溫度、壓力、黏性生熱數(shù)值相對較高，物料黏度相對較小。該區(qū)域?qū)儆诨旌稀⑺芑^劇烈的區(qū)域，也是安全生產(chǎn)控制需要重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域。
　　其次，通過改變螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿內(nèi)壁溫度等實(shí)際的工藝參數(shù)，模擬得到不同螺桿轉(zhuǎn)速及不同螺桿內(nèi)壁溫度下物料溫度、壓力、黏度、剪切應(yīng)力、黏性生熱等參數(shù)的變化情

3、況。結(jié)果表明，提高螺桿轉(zhuǎn)速能夠提高物料的溫度和剪切應(yīng)力，使得混合塑化效果更好，提高螺桿內(nèi)壁溫度能夠提高物料溫度，增強(qiáng)物料的流動性，有利于塑化，但是需要控制好螺桿轉(zhuǎn)速和溫度的限值以保證生產(chǎn)安全。
　　最后，利用已有文獻(xiàn)給出的擠出機(jī)內(nèi)物料壓力軸向分布曲線，將不同轉(zhuǎn)速與溫度下黏性生熱曲線與模擬得到的曲線對比，發(fā)現(xiàn)二者具有較高的吻合程度，證明了使用POLYFLOW軟件對螺壓過程中物料流變參數(shù)的模擬是可行的。本文的數(shù)值模擬工作為推進(jìn)劑螺壓過