水下模板造粒成型過程的理論分析及擴(kuò)展應(yīng)用研究.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)石油化工行業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)際市場(chǎng)中的聚丙烯、聚乙烯類聚合物的需求越來越大，這就需要具備高產(chǎn)能、性價(jià)比高的造粒設(shè)備。造粒模板對(duì)大型水下切粒設(shè)備中粒料產(chǎn)品的成型質(zhì)量起到了重要的因素。
　　 模板在受到內(nèi)部聚合物的擠壓，導(dǎo)熱油的加熱以及切粒面冷卻的作用下，整個(gè)模板的應(yīng)力、變形對(duì)模板的壽命、表面變形、造粒質(zhì)量、切刀壽命都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。模板內(nèi)部的?？讛?shù)量繁多導(dǎo)致了其內(nèi)部聚合物的流場(chǎng)不均勻，這是影響顆粒產(chǎn)品長(zhǎng)短的主要因素。模

2、板在受到多重物理場(chǎng)的作用下，其內(nèi)部的溫度場(chǎng)很復(fù)雜，溫度場(chǎng)的不穩(wěn)定會(huì)對(duì)聚合物的凝固產(chǎn)生影響，聚合物的凝固會(huì)影響擠出顆粒的直徑大小，嚴(yán)重時(shí)造成?？椎亩氯Ｒ虼?，模板應(yīng)力和變形、擠出均勻性、聚合物在模板中的凝固研究對(duì)擠出造粒成型有著很大的指導(dǎo)意義。本文以三維建模分析的手段對(duì)模板受力、聚合物流動(dòng)、導(dǎo)熱油流動(dòng)、模板溫度場(chǎng)進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1、建立模板的三維模型，使用ANSYS中的傳熱模塊Fluent和靜力分析模塊Sta

3、tic structural，分別從模板設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況參數(shù)兩方面對(duì)模板進(jìn)行熱固耦合計(jì)算。模板溫度的上升會(huì)造成較大的熱膨脹，模板溫度場(chǎng)的不均勻性使切粒面產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中;模板在單獨(dú)受到預(yù)緊力、聚合物壓力、導(dǎo)熱油壓力時(shí)，應(yīng)力變形較小，但也會(huì)在切粒面產(chǎn)生應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致模板在切粒面的應(yīng)力最大，在模板邊緣處的變形最大;預(yù)緊力和導(dǎo)熱油的溫度會(huì)對(duì)模板應(yīng)力和變形的大小產(chǎn)生主要影響，擠出?？椎闹睆健?dǎo)熱油流道的截面積對(duì)模板的應(yīng)力和變形相對(duì)較小

4、;
　　 2、使用有限元分析軟件Fluent對(duì)聚合物各模孔擠出速度進(jìn)行數(shù)值模擬，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與最優(yōu)化設(shè)計(jì)理論相結(jié)合，得出模板?？锥ㄐ味伍L(zhǎng)度設(shè)計(jì)規(guī)律。當(dāng)定形段長(zhǎng)度一致時(shí)，各?？琢魉僭谀０逯虚g位置流速最大，?？讛D出流速分布呈現(xiàn)開口向下拋物線規(guī)律;經(jīng)過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化計(jì)算，當(dāng)模孔擠出流速均勻一致時(shí)，?？锥ㄐ味伍L(zhǎng)度分布呈現(xiàn)開口向上的拋物線規(guī)律;
　　 3、對(duì)擠出模板各種常見異常工況的產(chǎn)生原因和工況條件變化對(duì)模板溫度和造粒質(zhì)量