混煉膠在擠出加工過程中的流動和傳熱特性研究.pdf

1、本文對混煉膠在擠出加工過程中的流動及傳熱特性進行了理論分析、計算機仿真模擬和數(shù)值計算，并對混煉膠的熱物性進行了實驗研究。 在理論分析部分，應(yīng)用流體力學(xué)、傳熱學(xué)的基本理論，以銷釘機簡單螺桿擠出機擠出段的粘流態(tài)混煉膠為研究對象，對擠出過程中的膠料流動特性以及傳熱特性進行了深入地理論分析；通過必要的假設(shè)和簡化，總結(jié)和建立了膠料在擠出段的物理數(shù)學(xué)模型，并給出了相應(yīng)的控制方程。 在實驗研究部分，對多種混煉膠的比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)特性進

2、行了測試，得到了比熱—溫度及導(dǎo)熱系數(shù)—溫度關(guān)聯(lián)式，這些物性參數(shù)是接下來計算機仿真模擬和數(shù)值計算所必需的。同時，對膠料中炭黑含量對熱物性的影響進行了探討，結(jié)果表明：比熱容隨炭黑質(zhì)量份數(shù)的增加近似按線性規(guī)律增大，但炭黑含量對導(dǎo)熱系數(shù)的影響無明顯規(guī)律可循。 在計算機仿真模擬和數(shù)值計算部分，從熔體輸送理論的基本假設(shè)和邊界條件出發(fā)，對銷釘機筒單螺桿擠出機結(jié)構(gòu)進行合理簡化，應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS模擬分析了銷釘機筒單螺桿擠出機螺槽橫截面

3、(無銷釘、有銷釘以及銷釘布置位置變化時)內(nèi)混煉膠的流動狀態(tài)。結(jié)果表明，銷釘?shù)拇嬖趯Ω纳颇z料的混合效果、熱量的傳遞以及消除流場中心零速區(qū)有決定性作用。同時，采用二維順流模型并考慮溫度場—剪切速率—表觀粘度耦合效應(yīng)，通過數(shù)值計算求得了混煉膠在擠出機螺槽中溫度分布，并應(yīng)用仿真軟件MATLAB對其實現(xiàn)了可視化。同時，文中也探討了各種因素對膠料平均溫度和最大溫差的影響。結(jié)果表明：非牛頓特性、螺槽幾何結(jié)構(gòu)對膠料擠出過程中的溫度分布有著顯著影響；平均