三螺桿擠出機混合特性的數(shù)值模擬和實驗研究.pdf

1、在高分子材料改性混合行業(yè)中，混合設(shè)備——倒三角型三螺桿擠出機（以下簡稱三螺桿擠出機，用TTSE表示）越來越受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前對TTSE仍缺乏系統(tǒng)性研究，有關(guān)數(shù)值研究也僅是分析螺紋元件的穩(wěn)態(tài)流場，并缺乏相關(guān)的實驗驗證模擬的可靠性。本文在操作條件相同，輸出參數(shù)相同的情況下，建立模擬和實驗數(shù)據(jù)的對比關(guān)系，以驗證模擬的可靠性;然后結(jié)合穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)流場，定量比較了等規(guī)格三、雙頭雙螺桿擠出機（以下簡稱雙螺桿擠出機，用TSE表示）之間的混合性能;

2、接著系統(tǒng)地研究了不同因素對TTSE混合性能的影響情況。本文采用這種由點到線的研究思路，探討了如何建立一套完整的三螺桿擠出機混合性能數(shù)值評價體系，研究工作對該領(lǐng)域具有一定的指導意義。主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.本文進行了不同工藝條件下（入口流量、螺桿轉(zhuǎn)速、螺桿組合）的軸向壓差實驗和停留時間分布實驗，并在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計出平均停留時間。與相同條件下的模擬數(shù)據(jù)進行了比較，驗證了模擬方法的可靠性。
　　 2.數(shù)值模擬了等規(guī)格TTS

3、E、TSE的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)流場;得出TTSE流場的回流系數(shù)是TSE的2.4倍，平均停留時間則是TSE的1.6倍;TSE單條螺棱上高剪切和強拉伸作用區(qū)域?qū)捰赥TSE，但TTSE的平均剪切略高TSE，拉伸速率則是TSE的1.5倍，粒子流經(jīng)嚙合區(qū)的平均數(shù)，TTSE是TSE的1.55倍，分布混合效果好;TTSE內(nèi)粒子經(jīng)歷最大剪切應力和最大混合指數(shù)的概率也均高于TSE，具有很好的分散混合效果。此外，還得出三螺桿中心區(qū)對回流和拉伸都有促進作用。