导　　师： 文劲松

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 由华南理工大学瞿金平教授研发的偏心转子挤出机,是利用偏心转子自转和等速反方向公转运动中容腔体积的径向和轴向的周期性变化,使聚合物熔体在体积拉伸形变作用下产生流动和变形,以解决基于剪切流变的传统螺杆式挤出机在塑化输运过程中存在的热机械历程长、能耗高等问题。由于偏心转子挤出机内部复杂的空间拓扑结构和特殊的偏心转子运动规律,故采用数值模拟方法对聚合物熔体的流动特性进行了研究,该研究成果对偏心转子挤出机成型工艺参数的选择和设备结构的优化具有重要的参考价值。本文对偏心转子挤出机的基本结构和熔体输送机理进行了简单介绍,并由此推导出偏心转子熔体输送运动规律及函数方程;在合理假设的基础上,构建了熔体输送段熔体流场的数值模型,并利用Polyflow软件对该模型进行了瞬态模拟;对求解出的速度场、压力场、剪切速率场和瞬时流量等流场分量进行了详细分析,并以此为基础,分别研究了不同转速、转子螺距、转子半径和偏心距对流场分量分布及变化规律的影响;应用理论和实验的方法,与相同条件下的模拟挤出流量进行了误差对比,并验证出数值模拟结果的准确性。模拟结果表明,在一个完整的偏心转子转动周期内,绝大部分熔体因受到容腔体积的周期性变化影响而产生体积拉伸形变作用下的拉伸流动,少部分贴近偏心转子壁面的熔体则出现反方向的拖曳流动。容腔中的熔体压力极大值和极小值区域分布在偏向转子轴一侧的定转子啮合间隙的附近,且在轴向上表现为周期性的相互交错排列。容腔中的剪切速率极大值区域分布在偏向转子轴一侧的定转子啮合间隙处,其余区域的剪切速率较小。瞬时流量变化曲线则证明熔体输送过程具有高效平稳性。通过改变不同工艺条件或结构参数得到的模拟结果得�

关 键 词： 偏心转子挤出机 数值模拟 流场 拉伸流动

领　　域： []