聚合物在擠出加工過程中的傳熱及流動(dòng)特性研究.pdf

1、本文對(duì)高分子聚合物在擠出加工過程中的傳熱及流動(dòng)特性進(jìn)行了理論分析、數(shù)值計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究。首次采用準(zhǔn)三維模型并考慮溫度場(chǎng)—剪切速率--表觀粘度耦合效應(yīng)，求得了混煉膠（橡膠與多種添加劑的混合物）在擠出機(jī)螺槽中的溫度分布及速度分布，并得到了混煉膠與機(jī)筒內(nèi)壁之間的對(duì)流換熱系數(shù)。數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)值能夠良好地吻合，從而較真實(shí)地揭示了流態(tài)聚合物這類高粘非牛頓流體在擠出加工過程中的傳熱及流動(dòng)規(guī)律。同時(shí)，對(duì)多種混煉膠的流變特性、比熱及導(dǎo)熱系數(shù)特性進(jìn)行

2、了實(shí)驗(yàn)研究，得到了膠料表觀粘度—剪切速率、比熱—溫度及導(dǎo)熱系數(shù)—溫度關(guān)聯(lián)式。最后，利用本文的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及作者最近研制的強(qiáng)化傳熱元件，對(duì)擠出機(jī)溫控裝置的結(jié)構(gòu)提出了改進(jìn)措施。理論分析、數(shù)值計(jì)算及實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，橡膠混煉物這類高粘非牛頓流體的換熱及流動(dòng)特性與低粘牛頓流體有著本質(zhì)的區(qū)別。首先，混煉膠達(dá)到一定溫度后，雖然呈流體特征，但仍然具有固體外貌，因此，粘度大、流動(dòng)困難，往往呈明顯的層流狀態(tài)，其導(dǎo)熱對(duì)傳熱過程有重要影響。其次，摩擦生熱會(huì)很快將