三角形排列的全嚙合三螺桿擠出機流場分析、剪切分散和剪切溫升計算研究.pdf

1、聚合物加工業(yè)中，螺桿擠出機以其應(yīng)用上的諸多優(yōu)越性能而占有很大市場。三角排列形的三螺桿擠出機是擠出機械的又一新創(chuàng)意，所具有的獨特的擠塑特性、運作機理使其在高聚物的共混改性、功能改性及高填充母粒制備等方面獨具優(yōu)勢。由于三螺桿擠出工業(yè)裝備是這兩年剛剛問世的新技術(shù)，對其擠出特性，如能耗、分散、排氣等作了很好的研究測試，然而，由于是一項問世不久的新技術(shù)，對三螺桿擠出機中物料的流動形態(tài)、混合混煉機理和剪切作用等方面有待深入研究。
　　 隨著

2、計算機計算能力的升級與有限元軟件的發(fā)展，數(shù)值模擬方法己成為研究螺桿類擠出機流場的重要手段。為了對三螺桿擠出機中塑料融體的流動形態(tài)與混合機理有較深入的研究，本文使用聚合物流動分析軟件POLYFLOW開展了以下幾個方面的研究：
　　 (1)針對三角形排列的全嚙合同向三螺桿擠出機工業(yè)樣機的螺桿參數(shù)進行建模，進行三維等溫流場的數(shù)值模擬，使用網(wǎng)格重疊方法優(yōu)化網(wǎng)格質(zhì)量；使用粒子示蹤模擬方法研究了連續(xù)轉(zhuǎn)動的三螺桿擠出的周期性流場，研究了物料的

3、流動形態(tài)和混合機理，求解了非牛頓型聚合物融體的速度場、壓力場、剪切速率場、粘度場。
　　 (2)為了評估三螺桿擠出機的分散混合能力，使用POLYSTAT后處理軟件，并引入累計最大剪切速率分布及其概率密度分布等概念來分析比較物料的流動軌跡、停留時間分布及最大剪切速率。通過對由不同位置為起點的四個示蹤粒子的運動軌跡的描述，較直觀地表述了三螺桿擠出機內(nèi)物料在空間位置上的多重交換。
　　 (3)運用層流剪切理論，對三螺桿擠出的粘