擠出機(jī)固體輸送段塑性能量耗散的研究.pdf

1、單螺桿擠出機(jī)是作為重要的聚合物加工裝備之一，在擠出工業(yè)多年的發(fā)展中，高產(chǎn)能、高效率，高速化、低能耗已經(jīng)成為單螺桿擠出機(jī)發(fā)展的基本趨勢(shì)。作為擠出機(jī)生產(chǎn)加工的第一段，固體輸送段承擔(dān)著物料輸送、提升物料溫度的作用，其所需的能耗占單螺桿擠出機(jī)中總能耗的很大一部分，因此，為了達(dá)到降低能耗、提高產(chǎn)能的目的，明確固體輸送段能量轉(zhuǎn)變方式是至關(guān)重要的。
　　但是，現(xiàn)有可參考的理論和文獻(xiàn)中大都是針對(duì)熔融塑化段的研究，而對(duì)固體輸送段的熱能轉(zhuǎn)變的研究是比

2、較少的。已有研究大都認(rèn)為固體輸送段內(nèi)部物料的熱能來自機(jī)筒熱傳導(dǎo)和摩擦生熱，然而聚合物導(dǎo)熱系數(shù)比較低，要想在固體輸送段十分短暫的停留時(shí)間內(nèi)將機(jī)筒表面的溫度傳至整個(gè)螺槽是基本是不可能的。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)固體輸送段中的粒子在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生較大的塑性變形，塑性變形會(huì)產(chǎn)生塑性能量耗散，引起物料的溫度變化，這就為研究固體輸送段物料的溫升開辟了新的道路。
　　針對(duì)以上問題，本文首先運(yùn)用FLOW2000軟件對(duì)單螺桿擠出機(jī)物料輸送、熔融情況進(jìn)行模擬，

3、獲得相應(yīng)的初始數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)固體輸送個(gè)中復(fù)雜的輸送條件做出合理的簡(jiǎn)化假設(shè)，構(gòu)建了計(jì)算模型，并全面分析計(jì)算了粒子受力。利用ANSYS軟件對(duì)物料塑性變形進(jìn)行模擬，分析模擬結(jié)果，并推導(dǎo)了物料塑性能量耗散的方程，最后計(jì)算出了塑性能量耗散，同時(shí)分析研究了塑性能量耗散的影響因素。研究表明固體輸送段中所有粒子都會(huì)在機(jī)筒內(nèi)壓力作用下發(fā)生塑性變形，變形會(huì)產(chǎn)生塑性能量耗散，使得物料溫度升高，螺槽中超過70％的粒子溫升所需的熱量基本來自于粒子塑性變形產(chǎn)生的塑