连续密炼机密炼机理的研究及其性能的仿真分析
Study on Mixing Mechanism of Continuous Mixer and Simulation Analysis of Its Performance
随着工业的发展,对塑性材料性能的要求也在不断提高.塑性材料性能的提高必然离不开连续密炼机的密炼,材料的密炼效果必会对其使用性能和寿命造成一定的影响,而材料的密炼效果与材料的熔融状态有关,因此,密炼室预热后的温度分布将会影响材料的密炼效果,另外,转子轴密炼段的转子结构对材料的密炼性能也有至关重要的影响.为此本文主要研究了连续密炼机的结构及密炼机理,并对密炼室的温度分布、连续密炼机的密炼过程进行仿真分析.主要研究内容如下:首先,对连续密炼机的密炼过程进行理论分析,包括转子螺棱对物料的输送作用、物料在转子螺棱交汇区的分散混合、转子螺棱对物料的剪切作用,通过分析得出影响密炼过程的主要因素,并对关键参数转子轴转速、密炼室内壁与转子轴的间隙、转子螺棱交汇区的长度、卸料门的开合程度进行分析,为下一步的结构设计提供理论依据.其次,依据密炼过程的理论分析,确定关键零件转子轴的转子直径、长径比、转速、转子螺棱交汇区的长度、转子轴与密炼室的间隙、转子螺棱的宽度、送料段螺杆的螺槽深度等一些主要参数及计算得出左、右转子轴送料段螺杆的螺距比,并确定密炼室的结构形式,设计出连续密炼机.再次,利用三维绘图软件建立连续密炼机零件的三维模型,并进行装配,利用ANSYS Workbench仿真分析软件对预热后的密炼室进行稳态热力分析,得出预热后的密炼室温度分布,得出密炼室温度能够满足密炼要求.另外,对不同外界温度下预热后的密炼室进行稳态热力仿真分析,依据分析结果得出连续密炼机的加热系统对外界不同环境的适应能力.最后,利用ANSYS Fluent流体仿真软件对连续密炼机的密炼过程进行三维流场仿真分析,通过分析得到的压力场、速度场、粘度场、剪切应力场的分布情况,得出连续密炼机对物料的密炼效果.
- 作者：
- 齐从锋
- 学位授予单位：
- 哈尔滨理工大学
- 专业名称：
- 机械设计及理论
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 孙全颖
- 中图分类号：
- TQ330.4
- 关键词：
- 连续密炼；转子轴；密炼原理；热特性；三维流场
- continuous mixer; rotor shaft; mixing principle; thermal characteristics; three dimensional flow field;