张海燕[1]2009年在《双转子连续混炼机转子结构的优化及混炼机理的研究》文中认为聚合物填充改性是提高聚合物性能的一个重要途径。复合材料的性能与无机粒子在聚合物中的分散情况密切相关。对于某种特定的聚合物来说,其分散情况与其混合设备的选用有非常大的关系。双转子连续混炼机优异的混合性能使其得到越来越多的关注,但对双转子连续混炼机的研究报导还是非常的少。因此,本文利用有限元分析软件POLYFLOW对双转子连续混炼机传统转子的叁维等温非牛顿流动进行了数值模拟,对其混炼机理进行了研究,并且对双转子连续混炼机的转子部分的结构进行了优化设计,比较了设计转子与传统型转子的优缺点。主要研究结果如下:1.转子的推力面形成了高压区,另一侧形成了低压区。在高压区由于转子的推挤、辊压作用,实现了物料的分散与塑炼;在低压区,由于部分高压区物料通过螺棱顶部与混炼机内壁间的空隙流入到低压区,形成了有利于混合的漩涡紊乱流动,实现了对物料的分布。由于正反向压力比较大,也有利于两个转子之间轴向形成负向速度,造成物料回流。2.聚合物流体在流经转子螺棱顶部与混炼机内壁之间的空隙时,不仅存在剪切流,而且存在拉伸流。3.转子交汇点位置在其离出口1/3处的双转子连续混炼机,与传统的转子相比,混炼效果有所提高。
杨卫民, 牟涵, 丁玉梅[2]2004年在《S形转子连续混炼机混炼段流场的有限元分析》文中研究表明文中利用有限元软件ANSYS对S形转子连续混炼机的流场进行了模拟分析。研究了转子的不同相位和操作条件的改变对速度场和压力场的影响规律 ,可为这种新型设备在混炼加工领域的应用提供理论指导。
牟涵[3]2003年在《S形转子连续混炼机混炼段流场的有限元分析》文中指出近些年来,橡塑工业正向着大型化、自动化、连续化、集约化生产的方向发展,而且产品的种类层出不穷。为了满足生产的需要,人们希望挤出机具备更高的熔融塑化效率,更优的混合质量、更高的产量及更低的能耗,而传统的双螺杆挤出机很难满足这些要求,必须对其进行改造。非常规螺杆的开发研究成为近年来的热点,其中以德国W.P 公司开发的 RGS、LGS,和美国 Farrel 公司研制的 FAMME、FCM、LCM 等混炼元件最为着名。 双转子连续混炼机--LCM 是一种既能连续工作,又保持了密炼机优越混合特性的新型橡胶塑料混炼机械,该机器具有可控变量多、转速快、适应性好等优异的混炼特性,被广泛的应用在混合造粒的场合。转子是连续混炼机的核心部件,是由几段角度与方向均不相同的螺纹组成,高分子材料在混炼过程中的变形与流动行为十分复杂。 本文利用 ANSYS 软件对其流场进行了模拟分析,并针对不同的操作条件,对其速度场和压力场进行了求解分析。对其速度场的分析可得到结论:转子在转动过程中,在转子的推进面和转子螺棱与机筒间隙处有回流现象发生,随着转动的进行,物料沿轴向来回运动,多次经过高剪切区域,促进物料的分布混合;对其压力场的分析可得到结 I<WP=4>北 京 化 工 大 学 硕 士 学 位 论 文论:在高压区,由于转子的推挤、辊压作用,实现了对物料的分布与塑炼;在低压区,由于部分高压区物料通过螺纹顶部与混炼机内壁间的空隙流入到低压区,形成了有利于混合的旋涡紊乱流动;并在不同的操作条件和物料特性下得出其流量和压力分布的变化。利用实验室现有的设备,在不同的配比和工况下,对 PP/ 纳米CaCO3 分散体系的分散效果进行了实验分析,由电镜照片可以看出,当纳米 CaCO3的含量在 10%和 20%时,分布性混合效果较好,粒径的大小在 100nm 以下。
杨卫民, 牟涵, 丁玉梅, 刘同帅[4]2004年在《S形转子长型连续混炼机混炼过程的有限元分析》文中认为长型连续混炼机(LCM)是一种既具有双螺杆挤出机连续工作的特点,又保持了密炼机优异混炼性能的新型橡塑混炼设备。采用ANSYS有限元分析软件对S形转子LCM混炼过程进行了分析。以70份(质量,下同)POE,10份EPDM和20份LDPE的共混物为实验介质,模拟了高分子材料在S形转子LCM中的压力场和速度场分布规律。此外,还通过模拟结果分析了转速、压力和幂率指数等对混合状况和产量的影响。
安瑛[5]2011年在《连续混炼机混合性能及制备碳纳米管/环氧树脂复合材料的研究》文中指出连续混炼机是一种高效混合设备,由于高掺混能力以及对物料适应性强等优点,在分散混合难度较大的聚合物混炼加工领域受到越来越多的关注。本文对连续混炼机的混合性能及其在碳纳米管/环氧树脂复合材料制备中的应用进行探索和研究。本文以聚合物混合理论及连续混炼机的工作原理为基础,建立由分散混合、分布混合以及停留时间分布组成的连续混炼机混合性能量化评价体系。利用聚合物加工专业分析软件Polyflow,对连续混炼机混炼段的混合过程进行了叁维动态模拟,分析了工艺条件以及物料属性对混合性能的影响。根据聚合物在连续混炼机中的混合机理以及转子结构设计理论指出,转子相位角、断面形状、顶峰位置以及顶峰区等为影响混合性能的主要几何特征,模拟分析了这些几何特征参数对混合性能的影响,并根据分析结果,给出了相应的设计指导。以上述模拟分析结果为基础,开展了对连续混炼机用于碳纳米管/环氧树脂复合材料制备的探索研究。碳纳米管的优异性能以及独特结构使其成为先进聚合物基复合材料的理想增强体,但也正是碳纳米管的独特结构使其极易产生团聚,很难在聚合物中分散均匀,不能充分发挥碳纳米管的改性作用。如何减小碳纳米管的团聚并使其在环氧树脂中充分分散,是制备高性能碳纳米管/环氧树脂复合材料的关键问题之一。本文探讨由连续混炼机通过熔融共混法制备碳纳米管/环氧树脂复合材料的相关问题。首先,借鉴固体粉末在聚合物中的分散混合模型及理论,对碳纳米管与环氧树脂的熔融共混过程进行理论研究,建立了多因素影响的累积尺度分布函数,以此对连续混炼机制备碳纳米管/环氧树脂复合材料的混合过程进行了叁维动态数值模拟,分析了连续混炼机操作条件对碳纳米管分散性的影响。在此基础上,通过实验研究连续混炼机不同加工工艺条件对碳纳米管在环氧树脂中分散性的影响,结果表明,利用连续混炼机可制备分散混合效果满足要求的碳纳米管/环氧树脂复合材料,并证实了模拟分析的可行性。此外,面向实际应用,还进一步研究了碳纳米管含量对复合材料力学性能及流变性能的影响。
张海燕, 何雪涛, 杨卫民, 丁玉梅[6]2009年在《不同转子的双转子连续混炼机混炼效果的比较》文中进行了进一步梳理采用叁维绘图软件Pro/E对双转子连续混炼机的转子进行了结构设计,利用GAMBIT对其进行网格划分及边界条件设定,并运用有限元流体分析软件POLYFLOW对转子部分的混炼过程进行了模拟分析,比较了3种转子转过不同角度时沿轴向距离的剪切速率、平均速度、黏度以及压力。结果表明,螺棱交汇点位置在其长度方向1/3处的转子存在着很明显的反向压力,且剪切速率和平均速度都有所提高,即可以产生明显的有利于混炼的反向流动。
参考文献：
[1]. 双转子连续混炼机转子结构的优化及混炼机理的研究[D]. 张海燕. 北京化工大学. 2009
[2]. S形转子连续混炼机混炼段流场的有限元分析[J]. 杨卫民, 牟涵, 丁玉梅. 北京化工大学学报(自然科学版). 2004
[3]. S形转子连续混炼机混炼段流场的有限元分析[D]. 牟涵. 北京化工大学. 2003
[4]. S形转子长型连续混炼机混炼过程的有限元分析[J]. 杨卫民, 牟涵, 丁玉梅, 刘同帅. 合成橡胶工业. 2004
[5]. 连续混炼机混合性能及制备碳纳米管/环氧树脂复合材料的研究[D]. 安瑛. 北京化工大学. 2011
[6]. 不同转子的双转子连续混炼机混炼效果的比较[J]. 张海燕, 何雪涛, 杨卫民, 丁玉梅. 中国塑料. 2009