基于POLYFLOW双转子连续混炼机混炼形态模拟
同步转子密炼机混合效率的数值模拟研究
连 续方 程为 ：
ｖ． ＝ ０ １ ， （ ） １
∑（ ＿ ・ ” ） ）（ 一＿
式 中， （ ｂ ＲＩ ｒ 尺 Ｉ１ 浓 （） ｒ为 度 相 关 系 数 ， 示 在 任 意 时 刻 ｔ 离 为 ， 着 相 同 表 距 有
。
＿—— ——一 －
浓 度 随机 质 点 的 概率 ， 为在 任 意 时刻 ｔ 取 的 一 所
ｙ＝ 西 （ ５）
分 离 尺度 是 用 来衡 量 混合 效 果 的 主要 参 数 ， 是 混合 物 中相 同组 分 区域平 均尺 度 的度量 。其定 义式
为：
ａ ｂ ｎ ｕｙ转 子 ．— ｒｌ ｒ 子 － ａｂｒ ｂ ｏＩ 转 ｅ
图 ２ 两 种转 子 密 炼机 的有 限 元模 型
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｍｅｔ ｏ ｆ ｌ ｎ ｂ ｎ ｕ ｙ ｒ ｔ ｒ ｉｅ ｎ ｏ ｌｒｒ ｔ ｒｍｉ ｅ ｓ２ ｎ ｍｅ ｉ ａｌ ｉ ｌ ｔｄ ｂ ｓｎ ｈ Ｆ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｌ ｆ ｗ ｅ ｄ ｉ ａ ｂ ｒ ｏ ｏ ｘ ｒａ ｄ ｒ ｌ ｏ ｏ ｘ ｒ ｌ ｉ ｍ ｅ ｗａ Ｄ ｕ ｒｃ ｌ ｓｍｕ ａｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｃ Ｄ ｙ ｐ ｃ ａ ｅ ｐ ｌ ｆ ｗ． ｓｎ ａ ｔｃｅ ｔａ ｋ ｎ ｅｈ ｄ， ｈ ｉ ｅ ｓ ｅ ｍｉ ｉ ｇ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ，ｄ ｓｒ ｕ ｉ ｅ ｍ ｉ ｉ ｇ ｐ ｒｏ ａ ｃ ｌｎ ａ ｋ ｇ ｏ ｙ ｏ Ｂｙ ｕ ｉ ｇ ｐ ｒｉ ｌ ｒ ｃ ｉｇ ｍ ｔ ｏ ｔ ｅ ｄ ｓ ｒ ｉ ｘ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｉｔｉ ｔｖ ｘ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ， ｉ ｅ ｌ ｐ ｖ ｂ ｍ
ｗｅ ｅｍｏ ｅｅ ｇ ｓ ｎ ｒ ｌ ｒｒ ｔ ｒ ａ ａ ｎ ｂ ｂ ｒ ｏ ｏ ｓ ｔ ｅｍｅ ｔ ｎ ｔ ｅｒ ｌ ｒ ｏ ｏ ｘ ｒ ｘ ｅ ｉｎ ｅ ｈ ｒ ｔｅ ｓａ ｄ ｅｏ ｇ ｔ ｎ ｒ ｒ ｄ ｅ ｌ ｏ ｓｔ ｎｔ ｔ ａ ｕ ｙ ｒ ｔ ｒ ， ｌ ｉ ｏ ｌ ｔ ｒ ｏ ｏ ｅ ｏ ｈ ｈ ｏ ｎ ｈ ｈ ｅｒ ｍｉ ｅ ｐ ｒｅ ｃ ｄ ｓ ａ ｅｓｒ ｓ ｎ ｌ ｎ ａｉ ｅ ｏ ｍｏ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｌ ｈ ｎ ｔ ａ ｅ ｂ ｎ ｕ ｙｒ ｔ ｒ ｉ ｅ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓ ｍｅｎ ｍｂ ｒ ｆ ｅ ｏｕ ｉｎ ． ｏ， ｈ ｔ ｔ ｈ ｒ ｔ ｎ ｈ ａ ａｅ ｉ ｈ ｒ ｑ ｅ ｔ ｔ ａ ｔ ｎ ｔ ａ ｂ ｒ ｏ ｏ ｘ ｒｄ ｒ ａ ｕ ｅ ｖ ｌ ｔ ｓＳ ｔ ｅ ｓ ｅ ｃ ａｅ ａ ｄ ｓ ｅ ｒｒ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｈ ｉ ｈ ｍ ｎ ｈ ｏ ｒ ｏ ｒ ｎ
基于Polyflow的密炼机六棱同步转子流场的三维动态模拟研究
体； ⑤胶 料 在流场 壁 面上无 滑移 ； ⑥胶 料在 流场 内
是完全 充满 的 ； ⑦ 流场 为等 温流场 ， 且胶 料物 性参
数不 随温度 变化 而变化 。
＊通信 联 系人
高转 子对 胶料 的剪 切和分 散效 果 。
１ 模 型 构 建 １ ． １ 物 理 模 型
密炼 机 内的流 场 由密 炼室 内壁 和转子 外表 面 之 间 的空 隙组 成 ， 六 棱 同步 转 子 以一定 的速 度 在
密炼 室 内相对 回转 ， 胶料 首先被 压砣 压入 密炼 室 ，
最后 被转 子 推 出密 炼 室 。混 炼 过程 中 ， 胶 料 在 密
图 １ 六棱 同步 转 子 的实 体 造 型
炼 室 内壁 和转 子表 面形 成 的狭 小 空 隙 内流 动 ， 由
于转 子 的几何形 状 非 常 复 杂 ， 因 此 由密 炼 室 内壁
１ ． ２ 数 学 模 型
考虑 到流场 几何 形状 、 物料性 质 、 流动状 态 和
点进行 描述 和定 量 分 析几 乎 是 无法 实 现 的 ， 因此
用 １ ． ７ Ｌ密炼 机实 际尺寸 完全 一样 ， 如图 １ 所示。
ห้องสมุดไป่ตู้
六棱 同步 转 子 由 ３条长 棱 和 ３条 短棱 组 成 ， 与 二 棱 和 四棱 转子 相 比 ， 棱数 多 ， 提 高 了转子 的吃 料能
力， 而且 胶料 在相 同时 间 内通 过 转 子棱 顶 与 密 炼 室 内壁 间隙 的次 数增 多 ， 胶 料 受 到 的 剪切 次 数 增 加， 相 当于增 大 了剪切应力 和 剪切速 率 ， 有利 于提
中 图 分 类号 ： ＴＱ３ ３ ０ ． ４ ４ ； ０２ ４ １ ． ８ ２ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ — ８ ９ ０ Ｘ（ ２ Ｏ １ ４ ） ０ ４ ０ ２ ３ ６ ０ ５
双转子连续混炼挤出机转子结构对聚丙烯多壁碳
双转子连续混炼挤出机转子结构对聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料性能的影响林雨航,谢林生,马玉录,于文俊,吴平,李果(华东理工大学绿色高效过程装备与节能教育部工程研究中心,上海200237)摘要:双转子连续混炼挤出机转子结构对制备的复合材料性能有较大影响。
文中运用2种不同结构的转子,通过母粒熔融共混方法制备了聚丙烯/多壁碳纳米管导电复合材料,并对其微观结构、流变学、导电性、力学性能进行了测试,研究了转子结构对复合材料性能的影响。
结果表明,低转速下混沌转子的分散和分布混合能力均高于经典转子;采用混沌转子制备的复合材料性能更优;其导电渗流阈值低至0.4%,体积电阻率低至105 Ω·cm 量级,拉伸强度达到26.52 MPa,弯曲模量达到1544.85MPa,冲击韧性达到23.98kJ/m2,断裂伸长率在16.14%以上。
关键词:转子结构;聚丙烯;多壁碳纳米管;导电性;力学性能聚丙烯(PP)是较为常见的一种通用塑料,具有密度小、比强度高、易加工等特性。
但PP 本身不导电且力学性能不够突出,从而限制了其进一步的应用。
碳纳米管以其优异的电性能、力学性能等成为当下热门的无机纳米改性填料。
因此,通过多壁碳纳米管(MWNT)的填充对PP 进行改性成为提升其物理化学性能的有效方法,从而获得力学性能优异的抗静电和导电复合材料,在电子封装、电磁防护、新型电池等领域都有广泛的应用。
由于PP与MWNT 不相容,且MWNT 间存在强大的范德华力,加之巨大的比表面积和长径比,使其在PP 基体中极易形成缠绕或团聚。
因此,改善MWNT 在PP基体中的分散性已成为提高PP/MWNT 复合材料性能的关键。
传统的方法是通过加入相容剂,提高PP基体与MWNT 分散相之间的结合力,减少MWNT 的团聚。
然而这种改性方法对复合材料配方要求较高,同时引入了大量小分子挥发物,不仅对环境不友好,而且提高了工业生产的成本。
因此,本文在双转子连续混炼挤出机中引入混沌型转子,在不添加相容剂的条件下,实现对加工过程中MWNT 的有效分散,制备出力学性能优异的高导电PP/MWNT 复合材料,给出外场作用对PP/MWNT 复合材料加工过程的影响规律,为工业化制备高性能纳米复合材料提供了一种思路,有重要的应用价值。
橡胶双转子连续混炼机母炼全过程各阶段的实验研究
摘要 ：本研究针对块状橡胶串联式连续混炼装备和方法，采用了自主研发的块状橡胶串联式连续混炼实验平台，主要针对双
转子连续混炼机母炼过程，通过设计连续母炼全过程各阶段对比实验，得到未添加硫化体系的各阶段连续母炼胶。通过 Payne 效
应、硅烷化反应指数、门尼黏度来判断胶料的质量水平，实验结果表明 ：胶料在依次通过连续混炼机各混炼模块后，各组样品的
1.3 主要设备和仪器
RPA2000 橡胶动态加工分析仪，美国阿尔法公司；
作 者 简 介 ：汪 传 生 （ 1 9 6 0 - ）， 男 ， 教 授 ， 博 士 ， 主 要 从 事 高分子材料加工机械的研究。
基 金 项 目 ：山 东 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( Z R 2 0 1 6 X J 0 0 3 ) ; 山东省科技发展计划项目 (2006GG2207004)
收 稿 日 期 ：2 0 2 1 - 0 4 - 0 7
2021年 第47卷
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双转子连续混炼机不同转子元件混合性能的对比研究
双转子连续混炼机不同转子元件混合性能的对比研究马昆;丁玉梅;邵剑波;杨卫民;安瑛【摘要】在普通转子的基础上设计了开槽螺棱转子和阶梯型螺棱转子,并借助聚合物加工分析软件Polyflow分别对3种转子元件的混炼段进行了数值模拟,并对其混合性能进行了对比分析.结果表明,3种转子元件中,开槽螺棱转子的分散混合能力和分布混合能力最强,阶梯型螺棱转子的分散混合能力最差,其分布混合能力优于普通转子,但次于开槽螺棱转子;在分散混合方面,相对于普通转子和开槽螺棱转子,阶梯型螺棱转子对物料的分散能力更加依赖于拉伸作用.【期刊名称】《中国塑料》【年(卷),期】2014(028)005【总页数】4页(P107-110)【关键词】双转子连续混炼机;转子构型;混合性能;数值模拟【作者】马昆;丁玉梅;邵剑波;杨卫民;安瑛【作者单位】北京化工大学机电工程学院,北京100029;北京化工大学机电工程学院,北京100029;北京化工大学机电工程学院,北京100029;北京化工大学机电工程学院,北京100029;北京化工大学机电工程学院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TQ320.66+30 前言双转子连续混炼机是一种具有优异的分散和分布混合性能的高分子材料混合设备，其可控变量多、适应性强，在聚合物共混、造粒等领域得到了广泛应用［1］。
双转子连续混炼机的混合性能与其转子构型、工艺参数等有关，因此设计开发新型转子元件具有重要的工程实际意义。
目前，数值模拟方法越来越广泛的用于研究高分子材料的加工成型过程及设备设计，且针对双转子连续混炼机混合过程的研究越来越多，这些研究主要集中在对双转子连续混炼机中聚合物熔体的流场进行分析并通过后处理统计得到剪切速率、混合指数、停留时间分布等参数并利用这些参数表征聚合物的混合性能［2-3］，而专门针对转子构型的研究尚不多见。
利用数值方法对不同构型转子的混合性能进行研究不仅能够节约设计制造时间和成本，而且对于设计新型、高效转子具有重要的指导意义。
双转子连续混炼机转子结构的优化及混炼机理的研究的开题报告
双转子连续混炼机转子结构的优化及混炼机理的研究的开题报告一、选题背景双转子连续混炼机作为一种高效的橡胶混炼设备，在现代工业生产中得到了广泛的应用。
双转子连续混炼机主要由上下两个旋转的转子和外套筒组成，将橡胶、填料和助剂等材料进行混合，从而得到所需的橡胶混炼产物。
然而，由于双转子连续混炼机在生产过程中存在一些瓶颈，如混炼效率低、能耗高、产物品质不稳定等问题，因此需要进行结构优化和混炼机理研究，以提高设备的生产效率和产品质量。
二、研究目的和意义本研究旨在对双转子连续混炼机的转子结构进行优化，并探究混炼过程中橡胶分子间相互作用、填料分散状态以及助剂的分散情况等混炼机理，从而提高混炼效率和产品品质。
具体目标如下：1.优化双转子连续混炼机的转子结构，降低能耗，提高混炼效率。
2.研究混炼过程中橡胶分子间相互作用、填料分散状态以及助剂的分散情况等混炼机理，深入了解混炼过程中的物理化学过程，为优化转子结构提供理论依据。
3.通过实验验证优化后的双转子连续混炼机的性能，并与传统设备进行比较，证明优化后的转子结构的有效性。
三、研究内容和方法1.转子结构的优化（1）基于先前文献的研究成果，构建双转子连续混炼机的三维模型。
（2）运用计算流体力学（CFD）模拟软件，对传统和优化后的转子结构进行流场仿真，并比较两种结构的能耗和混炼效率。
2.混炼机理研究（1）以碳黑和天然橡胶为材料，研究混炼过程中橡胶分子间相互作用、填料分散状态以及助剂的分散情况等混炼机理。
（2）通过原位拉伸实验研究，观察填料分散状态的变化。
（3）运用傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）分析助剂分散情况。
3.实验验证（1）设计并制造优化后的双转子连续混炼机，并进行性能测试。
（2）通过与传统设备进行比较，证明优化后的转子结构的有效性。
四、预期结果和成果1.优化后的转子结构能够降低能耗，提高混炼效率，并通过流场仿真进行可视化展示。
2.混炼机理研究可以深入了解混炼过程中的物理化学过程，并通过实验进行验证。
不同初始相位角同步转子密炼机混炼流场的有限元模拟分析
混炼初始时刻在整个混炼流场中释放2 000个 没有质量和体积的材料粒子，粒子间不存在相互作 用力，定义粒子的浓度为1（红色）或为0（蓝色）[3]。
2 结果与讨论 2. 1 转子间物料混炼分布分析
为 分 析 转 子 间 物 料 的 交 换 作 用，假 设 处 在 左 半密炼室的材料粒子浓度为1，则右半密炼室粒子
密 炼 机 混 炼 是 一 个 比 较 复 杂 的 加 工 过 程，实 现动态试验表征具有很大的难度。目前对于聚合 物混炼过程的理论研究还局限于简单的分析表征 和 模 型。 试 验 虽 然 是 最 简 单 直 接 的 研 究 方 法，但 需 要 投 入 大 量 的 人 力、物 力，并 且 由 于 试 验 设 备 以 及 测 试 技 术 的 局 限 性，得 到 的 数 据 量 有 限 且 带 有 一 定 的 偶 然 性。 因 此，为 了 解 密 炼 机 混 炼 过 程 以及对流场物料流动和胶料混炼特性进行定性分 析，运用模拟软件进行研究是必要的。
（Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266061，China）
Abstract：Based on viscoelasticity fluid simulation software POLYFLOW，the mixing flow field of the mixer with synchronous rotor and different initial phase angle was 3D dynamically simulated，the particle motion trajectory was analyzed statistically using particle trajectory tracing method and statistical postprocessing software POLYSTAT，and the flow field was quantitatively analyzed and compared by taking the particle distribution，mean value of the natural logarithm of particle stretch length and average mixing efficiency as characteristic parameters. The results showed that the best mixing and dispersion effects were obtained with an initial phase angle of 0°.
基于Polyflow的密炼机转子端面螺旋槽密封模拟分析
橡 胶 工 业CHINA RUBBER INDUSTRY296第68卷第4期Vol.68 No.42021年4月A p r.2021基于Polyflow 的密炼机转子端面螺旋槽密封模拟分析刘彦昌1，马 冲1*，于 芳1，王 宁1，王之林1，钟宜虎2，王荣伟2（1．青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061；2．无锡锦和科技有限公司，江苏 无锡 214191）摘要：采用Polyflow 软件模拟分析密炼机转子端面螺旋槽内流体的速度和压力分布，以进一步确定端面螺旋槽对转子密封能力的影响。
结果表明，转子端面螺旋槽对胶料有较好的泵送能力，产生良好的密封作用，且在一定范围内，转子转速越高，转子端面螺旋槽的泵送能力越强，转子密封效果越好。
该结果为今后的密炼机研究和生产提供一定的依据。
关键词：密炼机；转子；端面；螺旋槽；密封；Polyflow 软件；压力分布；速度分布中图分类号：TQ330.4＋3；O241.82 文章编号：1000-890X （2021）04-0296-06文献标志码：A DOI ：10.12136/j.issn.1000-890X.2021.04.0296密炼机是橡胶工业中不可缺少的设备之一，主要功能是进行橡胶混炼。
由于密炼机的转子端部与密炼室侧壁之间有轴向间隙和径向间隙，因此生产过程中，胶料和配合剂会沿着这些间隙形成的通道而泄漏。
为防止泄漏，在通常情况下，对转子采用端部密封（见图1），即采用由动环和静环构成一对密封环结构。
动环随转子一起旋转，静环不旋转，但能够在外力（如液压力或弹簧力）作用下沿轴向进行小位移的往复移动，以调节密封环间隙。
在理想情况下，向密封环间隙中注入润滑油时会形成油膜，从而实现密封作用。
目前，转子密封形式主要有外压式和内压式。
图1所显示的密封原理是外压式的。
根据在静环上施加力的方式，外压式密封有液压拨叉式、弹簧拨叉式、弹簧直压式和油缸直压式密封。
内压式密封与外压式密封的原理和结构基本相同，主要区别是密封环的比压形成方式不同[1-4]。
基于Polyflow的聚合物流延过程仿真
基于Polyflow的聚合物流延过程仿真
杨晓青;丁武学;王栓虎
【期刊名称】《轻工机械》
【年(卷),期】2011(029)001
【摘要】运用Polyflow软件模拟聚丙烯的流延过程.通过在模拟过程中改变拉伸比、输入速度、和空气间隙,得出影响膜的厚度和缩幅的因素.通过模拟得出在上述变化参数里,厚度随着拉伸比和空气间隙的增大而减小,而缩幅随着拉伸比和空气间隙的增大而增大.所以生产过程中拉伸比和空气间隙要寻找一个合适的中间值.【总页数】4页(P16-19)
【作者】杨晓青;丁武学;王栓虎
【作者单位】南京理工大学,机械工程学院,江苏,南京,210094;南京理工大学,机械工程学院,江苏,南京,210094;南京理工大学,机械工程学院,江苏,南京,210094
【正文语种】中文
【中图分类】TQ31
【相关文献】
1.POLYFLOW在聚合物熔体压力流动教学中的应用 [J], 徐斌;李光明
2.Polyflow软件在聚合物成型中的应用进展 [J], 韦小雄;王学生;林珩
3.POLYFLOW软件在聚合物加工中的应用进展 [J], 邱方军;黄虹;李能文;王海民
4.基于Polyflow的密炼机转子端面螺旋槽密封模拟分析 [J], 刘彦昌;马冲;于芳;王宁;王之林;钟宜虎;王荣伟
5.Polyflow软件包在聚合物挤出成型中的应用 [J], 陈晋南;胡冬冬;彭炯
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基于拉伸流动的串联磨盘挤出机设计与数值模拟
基于拉伸流动的串联磨盘挤出机设计与数值模拟柳天磊;杜遥雪;陈少清【摘要】Based on elongation flow mechanism, structure improvement was carried out on the disc face of traditional series disc extruder. Numerical simulation was carried out on the disc mixing section using CFD software Polyflow, and comparative study was performed between taper-face disc and flat-face disc on the shearing rate, stretching rate, instantaneous stretching efficiency and time-averaged instantaneous stretching efficiency, and the effect that disc clearance and disc ledge had on the elongational flow of the taper-face disc. The simulations showed that melt particles in taper-face disc runner took an irrotational flow, experience larger actions governed by elongational flows and shear flows, and get better instantaneous and time-averaged efficiency of stretching compared with traditional disc. Moreover, there existed a proper distance between disc and disc ledge for getting stronger elongational flow.%基于拉伸流动机理对传统串联磨盘挤出机磨盘端面形状进行了结构改进，并借助于计算流体动力学软件Polyflow对磨盘混炼段进行了数值仿真，对比分析了锥面磨盘与普通磨盘的剪切速率、拉伸速率、瞬时拉伸混炼效率、和平均拉伸混炼效率及锥面磨盘间隙和凸棱高度对锥面磨盘拉伸流场大小的影响。
注塑机螺杆混炼元件混炼性能对比研究_柳天磊
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第41卷，第4期2013年4月V ol.41，No.4Apr. 201351doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2013.04.013注塑机螺杆混炼元件混炼性能对比研究柳天磊1，王建鸿1，杜遥雪2(1.震德塑料机械有限公司，广东佛山 528300； 2.五邑大学机电工程学院，广东江门 529020)摘要：根据生产实际设计销钉型、屏障型及菠萝型三种螺杆混炼元件，并借助于计算流体动力学软件POLYFLOW 分别对位于计量段末端的三种类型混炼段进行数值仿真，对比分析其混炼性能和塑化质量。
结果表明，三种构型混炼元件中，屏障型混炼元件出入口压力降最小，销钉型压力降最大，菠萝型压力降介于两者之间；菠萝型混炼元件拉伸速率最大，销钉型与屏障型相似；菠萝型混炼元件混合指数最大，销钉型次之，屏障型最小。
关键词：注塑机；螺杆选型；塑化质量；数值模拟中图分类号：TQ320.5+2 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2013)04-0051-04Comparative Study on Plasticizing Properties of Screw Mixing Units for Injection MachineLiu Tianlei 1， Wang Jianhong 1， Du Yaoxue 2(1. Chen De Plastics Machinery Co.， Ltd.， Foshan 528300， China ；2. Department of Electromechanical Engineering ， Wuyi University ， Jiangmen 529020， China)Abstract ：Based on production process ，three kinds of screw mixing units were designed ：pin mixer ，barrier mixer and pineapple mixer.Numerical simulation was carried out on the three mixing sections in the metering section based on the CFD software POLYFLOW ，and comparative study was performed on the mixing properties and plasticizing quality among them.The results show that the differential pressure of exit and entrance in the barrier runner is minimum ，that in the pin runner is maximum and the pressure dropdown in the pineapple between them.Moreover ，the rate of stretching is larger in the pineapple mixer than in the other two mixers which are haply similar in curves.For the mixing index ，the pineapple behaves best ，the pin better and the barrier mixer worst.These conclusions provide a reference for the con fi guration of injection molding machine ，selection of screws and their application.Keywords ：injection machine ；screw selection ；plasticizing property ；numerical simulation注塑机产品的质量和性能主要取决于原材料的物料特性、生产加工工艺条件、模具及注塑机性能等因素，而注塑机的性能占据重要位置。
双转子连续混炼实验平台开发与应用
双转子连续混炼实验平台开发与应用缪国斌;田华;谢林生;蒋必彪【摘要】应用先进的混炼技术,开发了双转子连续混炼实验平台.介绍了实验平台的组成、结构和连续混炼工作原理,分析、总结了实验平台的混炼特性.该实验平台适用于双转子连续混炼机的结构性能试验、高分子材料改性研究、连续混炼工艺开发,以及相关专业的教学实验和实习.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2010(027)011【总页数】3页(P79-81)【关键词】双转子连续混炼;实验平台;转子【作者】缪国斌;田华;谢林生;蒋必彪【作者单位】常州大学,机械学院,江苏,常州,213164;常州大学,机械学院,江苏,常州,213164;华东理工大学,机械与动力工程学院,上海,200237;常州大学,机械学院,江苏,常州,213164【正文语种】中文【中图分类】TQ016.5-33目前,在实验室中用于高分子材料共混的设备通常有两类,即双螺杆配混料挤出机和小型密炼机。
由于双螺杆配混料挤出机混合能力有限,而密炼机不能连续操作,使得这两类设备在橡塑材料共混改性实验方面的适应面受到限制,尤其难以适用于高填充改性的连续混炼实验。
为此,我们应用先进的双转子连续混炼技术,通过多年研究,开发了一种既能像双螺杆挤出机一样连续工作,又保持了密炼机优越混合特性的新型橡塑混炼装置——双转子连续混炼实验平台[1]。
双转子连续混炼实验平台是反向旋转非啮合型双转子混炼装置[2],外形很像一台双螺杆挤出机,由计量加料系统、双转子混炼系统、热喂料单螺杆挤出系统和控制系统组成。
图1是实验平台实物图。
物料通过计量加料系统从上方加料斗加入,进入中间的混炼段被混炼,混合完成后进入下方的单螺杆挤出段被送出。
接下来完成实验取样,以及样品检测、分析等工作。
控制系统则对加料、混炼、挤出全过程的各种工艺参数实现自动化控制。
1.1 计量加料系统计量加料系统采用螺杆式计量加料机进行加料,通过变频器实现对螺杆转速的无级调速,以控制加料机的加料量,实现定量加料。
密炼机中炭黑与橡胶混炼的数值模拟
密炼机中炭黑与橡胶混炼的数值模拟
刘苗苗;安瑛;刘海超;马昆;杨卫民
【期刊名称】《橡胶工业》
【年(卷),期】2015(62)8
【摘要】利用聚合物加工分析软件POLYFLOW模拟密炼机中炭黑与橡胶的混合过程,采用团聚体累积粒径分布函数表征炭黑团聚体在橡胶中的分散状态,以直观反映炭黑团聚体在橡胶流场中粒径的变化情况;利用分离尺度表征混合物的分布混合性能.模拟结果表明:要得到良好的炭黑与橡胶混炼效果,提高密炼机的使用效率,必须有合理的转子转速与混炼时间.
【总页数】5页(P490-494)
【作者】刘苗苗;安瑛;刘海超;马昆;杨卫民
【作者单位】北京化工大学机电工程学院,北京 100029;北京化工大学机电工程学院,北京 100029;北京化工大学机电工程学院,北京 100029;北京化工大学机电工程学院,北京 100029;北京化工大学机电工程学院,北京 100029
【正文语种】中文
【中图分类】TQ330.4+92
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1.异向/同向转子密炼机中物料流动和炭黑分布情况的数值模拟与试验研究 [J], 汪传生;杨洪于;田晓龙;朱琳;刘营
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可娟
3.炭黑填充型粉末天然橡胶的密炼机混炼性能 [J], 张安强;林雅铃;王炼石
4.干冰在氧化石墨烯/白炭黑/天然橡胶复合材料湿法混炼中的应用研究 [J], 汪传生; 张鲁琦; 常天浩; 边慧光; 刘洁
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双转子连续混炼机混炼段相似放大初探
双转子连续混炼机混炼段相似放大初探李建立; 龚树云; 马玉录; 谢林生【期刊名称】《《中国塑料》》【年(卷),期】2011(025)006【总页数】6页(P102-107)【关键词】双转子连续混炼机; 混炼段构型; 几何相似放大准则; 流场模拟【作者】李建立; 龚树云; 马玉录; 谢林生【作者单位】华东理工大学机械与动力工程学院上海 200237【正文语种】中文【中图分类】TQ320.66+3用于聚烯烃造粒、高填充母料制备、橡塑共混等领域。
目前,世界上仅日本制钢、神户制钢、美国 Farrel公司及意大利Pomini公司能设计和制造产量高达每小时数十吨的大型双转子连续混炼机;在国内仅华东理工大学实现了产量不超过1 t/h 的中小型双转子连续混炼机的国产化,对于大型机的研制还处于起步阶段。
双转子连续混炼机是一种重要的混炼设备,广泛为了充分利用中小型双转子连续混炼机的相关基础研究和设计经验来指导大型机的研制,就必须针对该类机器的相似放大问题开展专题研究。
前人对单螺杆、双螺杆挤出机的放大设计问题进行过较广泛的研究[1-8],而关于双转子连续混炼机放大设计的研究报道很少见到。
前人在研究单螺杆、双螺杆挤出机的放大设计问题时,提出了几种不同的放大准则,比如几何相似、混合相似、热平衡相似、剪切等效等。
这些准则各有侧重,比如几何相似侧重于机械结构的放大,而混合相似、热平衡相似和剪切等效则以工艺过程的放大为着眼点,更加关注物料在原型机和目标机器中加工历程的相似性。
已有的放大准则可为双转子连续混炼机的相似放大提供借鉴。
国内外学者在进行相似放大问题研究时偏重于通过理论推导来获得几何与工艺参数之间的放大关系式。
这种方法的优点是结论形式简洁,便于定性分析。
如果在前人研究成果的基础上,进一步用计算机仿真技术辅助进行放大设计,将能获得更直观更深入的结果,对理论研究方法是一种有益的补充。
双转子连续混炼机相似放大的核心是混炼段的放大。
双转子连续混炼机混炼段相似放大初探
双转子连续混炼机混炼段相似放大初探李建立; 龚树云; 马玉录; 谢林生【期刊名称】《《中国塑料》》【年(卷),期】2011(25)6【摘要】基于几何相似准则,分别对3种混炼段构型进行了2倍和10倍放大,用Polyflow软件对放大前后的混炼段流场进行了模拟研究,以1个旋转周期内不同横截面上的平均压力和平均混合指数、物料在混炼段的停留时间分布、混炼段出口截面上的解聚功率密度和修正Lyapunov指数的累积概率函数、比能耗、扭矩和轴向力等为评价指标,分析了几何相似放大对流场特征、混合效果、能耗等的影响。
结果表明,采用几何相似准则对不同构型的混炼段进行放大时,在转速不变的情况下,产量均可按几何放大倍数的3次方放大,而混炼段流场特征、混合效果及比能耗保持不变,混炼段转子所受的轴向力和扭矩分别按几何放大倍数的平方和立方增大;在进一步的放大设计中需兼顾热平衡相似,以便在高产量下保证塑化品质。
【总页数】6页(P102-107)【作者】李建立; 龚树云; 马玉录; 谢林生【作者单位】华东理工大学机械与动力工程学院上海 200237【正文语种】中文【中图分类】TQ320.66+3【相关文献】1.双转子连续混炼机混炼段的剪切应力 [J], 缪国斌;田华;谢林生2.双转子连续混炼机混炼段的剪切应力 [J], 缪国斌;田华;谢林生3.大型双转子连续混炼机转子混炼段混合性能的研究 [J], 张晓强;黄建东;江波;毕超4.基于能量等效的双转子连续混炼机混炼段相似放大研究探讨 [J], 龚树云;方程;马玉录;谢林生;李建立;吴张琪;夏平;司向;刘琥5.双转子连续混炼机混炼段相似放大初探 [J], 李建立; 龚树云; 马玉录; 谢林生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
双转子连续混炼机不同转子的混炼模拟
双转子连续混炼机不同转子的混炼模拟
张海燕;何雪涛;杨卫民;丁玉梅
【期刊名称】《橡塑技术与装备》
【年(卷),期】2009(35)4
【摘要】采用三维绘图软件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。
分析得出,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,即可以产生明显的有利于混炼的反向流动。
该研究将有助于优化转子结构,从而进一步提高混炼效果。
【总页数】5页(P4-8)
【关键词】双转子连续混炼机;剪切速率;平均速度;黏度;压力
【作者】张海燕;何雪涛;杨卫民;丁玉梅
【作者单位】北京化工大学机电学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ330.11
【相关文献】
1.双转子连续混炼机不同转子的混炼模拟【摘要】 [J],
2.大型双转子连续混炼机转子混炼段混合性能的研究 [J], 张晓强;黄建东;江波;毕超
3.双转子连续混炼机新型多棱榫状转子结构与混炼工艺特性研究 [J], 缪国斌;谢林生
4.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
5.双转子连续混炼机转子混炼段流场的数值研究 [J], 刘晓鸣;谢林生;马玉录;曹文凤
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3种混炼单元加工聚合物混合性能的模拟对比
3种混炼单元加工聚合物混合性能的模拟对比杜遥雪;石绍伟;殷小春;徐百平【期刊名称】《高分子材料科学与工程》【年(卷),期】2016(32)6【摘要】采用屏障单元、混沌单元和叶片单元,应用聚合物流体动力学软件Polyflow,对这3种新型混炼单元加工聚合物的混合性能进行模拟与对比分析。
结果表明,叶片单元的混合指数大于屏障单元和混沌单元,3种新型混炼单元流道内的物料均以拉伸作用为主,流道内拉伸作用强度最大的是叶片单元;混沌单元的停留时间期望值大约为4 s,屏障单元的大约为5 s,叶片单元的大约为6 s,叶片单元对物料的分布混合效果相对较好;叶片单元的拉伸作用明显高于屏障单元和混沌单元;3种新型混炼单元的瞬态混合效率从高到低依次是叶片单元、屏障单元、混沌单元,屏障单元的时均混合效率始终高于混沌单元,叶片单元随着轴向位置的增加对物料混合性能的影响越来越显著。
【总页数】6页(P101-106)【关键词】混炼单元;混合性能;混合指数;停留时间;拉伸速率;混合效率【作者】杜遥雪;石绍伟;殷小春;徐百平【作者单位】五邑大学机电工程学院;华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心;广东轻工职业技术学院广东高校高分子材料加工工程技术开发中心【正文语种】中文【中图分类】TQ320.64【相关文献】1.新型混炼组件加工聚合物混合性能模拟对比 [J], 杜遥雪;石绍伟;杜思莹;张贤宝;殷小春2.连续混炼装备混合性能的对比研究 [J], 毕超;闫新华;付志峰;江波3.聚合物加工中强化混炼混合的理论与实践 [J], 徐百平;谢再晋;彭响芳;邹新良4.双转子连续混炼机不同转子元件混合性能的对比研究 [J], 马昆;丁玉梅;邵剑波;杨卫民;安瑛5.拉伸孔混炼单元混炼性能模拟 [J], 石绍伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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现 代 塑 料 加 工 应 用
２ ０ １ ０ 年 第 ２ ２卷 第 ５期
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基 于 Ｐ Ｌ Ｆ Ｏ 双 转 子 连 续 混 炼 机 混 炼 形 态 模 拟 ＯＹＬＷ
柳天磊 杜遥 雪
（ 邑 大学 ， 东 江 门 ，２ ０ ０ 五 广 ５９２）
摘 要 ： 过 运 用 有 限元 分 析 软 件 Ｐ Ｉ 通 ＯＩ ＹＦ ＯＷ 对 双 转 子 连 续 混炼 机 的混 炼 形 态 进 行 三 维 等温 模 拟 分 析 ， 对 比分 析 混 并 炼 段 流场 的 流 体 速度 、 切 速率 和 混 合指 数 对 混合 效 果 的 影 响 。结 果 表 明 ， 场 向速 度 参 数 在转 子 螺 棱 交 汇 区 出 现 负值 ， 剪 流 即存在 有 返 混 作用 的 回流 流动 ； 且 在螺 棱 顶 部 和料 筒 壁 之 间流 体 速 度 和 剪 切 速 率 均 达 到最 大值 ， 熔 体 流 动 区 域 混 合 指 并 在
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精 确分析 塑料 双转 子 连续 混 炼机 转 子 的混
合 效 果 比较 困难 ， 在 一 定 程 度 上 阻 碍 了人 们 对 这
样 ， 配合 的 ２个转子在 螺棱交 汇处构成 了 １ 相 个 螺棱交 汇区 。聚合 物 熔体 在该 螺 棱 交汇 区将 形
成 非 常 有 利 于 混 炼 的 轴 向 往 复 和 横 向 蜗 旋 流
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数大 部 分 区域 大于 ０ ５ ．。 关 键 词 ： 双 转子 连 续 混炼 机 混炼 形 态 剪切 速 率 返 混 模 拟
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下 ： 子 外 径 为 ３ ， 筒 内 径 为 ３ 转 ６ｍｍ 机 ９ｍｍ， 向 轴 长 度 为 ４ ６ｍｍ ， 转 子 中 心 距 为４ 。 两 ２ｍｍ
收 稿 日期 ： ０ ＯＯ — ５ 修 改 稿 收 到 日期 ： ０ ０Ｏ —０ ２ １ ５２ ； ２ １ ６３ 。 作者简介： 天磊， 柳 硕士 ， 要 从 事 聚 合 物 成 型 机 械 优 化 设 主
该设备优 异混 合 特性 的认 识 和 了解 。采用 计 算
机模拟对设 备 的混 合特 性进 行 分析 不失 为 一 种 有 效 的 手 段 。 本 研 究 运 用 有 限 元 分 析 软 件
Ｐ Ｙ Ｌ ＯＬ Ｆ ＯＷ 对 双 转 子 连 续 混 炼 机 的 混 炼 形 态
动ｕ 。双转 子连续 混炼 机混炼 段 的模 型尺 寸如 ］