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锥形双螺杆挤出段功率消耗的研究

作　者: 杨超
导　师: 冯连勋
学　校: 北京化工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 锥形双螺杆挤出段功率消耗三维流场
分类号: TQ320
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

随着塑料工业的发展,锥形双螺杆挤出机得到了迅速发展和广泛应用。然而,迄今为止,国内外与其相关的研究文献却很少。因此,深入开展锥形双螺杆挤出过程的实验研究和基础理论研究具有重要的现实意义。本文旨在对锥形双螺杆挤出机挤出过程中挤出段的功率消耗进行研究。应用实验室现有实验设备和测量仪器,进行了整机生产条件下的挤出实验,并测定了各实验条件下的螺杆扭矩和挤出机产量,观察和获得了大量实验现象和实验数据。结合课题组过去所做的固体输送段和熔融段两段的实验,得出了各实验条件下螺杆挤出段的扭矩。定性地分析了相关参数,如机头压力、螺杆转速、螺杆构型等对挤出过程以及功率消耗的影响。依据机筒和螺杆所构成流道的实际几何形状,建立了锥形双螺杆挤出段的数理模型,应用ANSYS软件进行了流场模拟计算,得出了其压力场、速度场、粘度场等,通过后处理编程求得功率消耗,并分析讨论了各参数(螺杆转速、压差、螺杆和机筒间隙等)对机械功耗的影响。本课题的研究取得了一些对生产实际具有一定指导意义的理论依据和具有参考价值的结论及实验数据,并为后续的研究工作打下了良好的基础。

全文目录

第一章概论  9-18
  1.1 前言  9-11
    1.1.1 双螺杆挤出机的起源与发展  9
    1.1.2 锥形双螺杆挤出机的发展  9-11
  1.2 文献综述  11-15
    1.2.1 熔体输送段研究状况  11-12
    1.2.2 关于功率消耗的研究  12-15
  1.3 课题研究的目的和意义  15-16
  1.4 课题研究的主要内容  16-18
第二章实验分析与研究  18-36
  2.1 挤出实验装置  18-19
  2.2 实验物料  19-20
  2.3 实验内容  20-21
  2.4 实验现象与结果分析  21-36
    2.4.1 常规螺杆组合实验  22-31
    2.4.2 新型螺杆组合实验  31-32
    2.4.3 不同螺杆组合实验数据的比较  32-36
第三章挤出段模拟计算分析  36-57
  3.1 理论模型的建立  36-43
    3.1.1 物理模型  36-38
    3.1.2 数学模型  38-39
    3.1.3 有限元模型  39-42
    3.1.4 模型特点  42-43
  3.2 流场模拟计算  43-57
    3.2.1 常规螺纹挤出段流场  43-47
    3.2.2 组合挤出段流场  47-54
    3.2.3 平均剪切速率和平均剪切应力的比较  54-57
第四章功率特性分析  57-69
  4.1 螺纹挤出段  57-61
    4.1.1 功率与各参数之间的关系  59-60
    4.1.2 流量与各参数之间的关系  60-61
  4.2 组合挤出段  61-67
    4.2.1 功率与各参数之间的关系  63-65
    4.2.2 流量与各参数之间的关系  65-67
  4.3 两种挤出段流量和功率的比较  67-69
    4.3.1 流量的比较  67
    4.3.2 功率的比较  67-69
第五章总结  69-72
  5.1 主要研究内容及结论  69-70
    5.1.1 主要内容  69
    5.1.2 主要结论  69-70
  5.2 本课题的主要贡献  70
  5.3 遗留问题及前景展望  70-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
学术论文目录  76

锥形双螺杆挤出段功率消耗的研究

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