串联式磨盘螺杆挤出机混炼特性研究：停留时间和剪切应力分析

"本文详细研究了串联式磨盘螺杆挤出机的混合过程，通过网格重叠技术（MST）生成有限元网格，利用流体动力学分析软件POLYFLOW模拟混炼段的流场动态，关注物料粒子的运动轨迹和混合特性。研究中，停留时间和最大剪切应力被选为评估混合性能的关键指标。研究表明，这种挤出机的混炼段具有较长的停留时间，广泛的分布，有助于提高物料的分散混合和分布混合，从而确保产品的性能稳定性。此外，文中还指出，当前对串联式磨盘螺杆挤出机的研究多集中在瞬态流场状态，而物料的变形和受力情况以及更全面的混合过程评估尚待深入。为此，本文采用了粒子示踪法，深入探讨了物料在混炼段内的动态混合，并通过停留时间和剪切应力的分析，对挤出机的混合性能进行了更全面的评估。" 在本文中，作者庄园园等通过国家863计划项目的支持，对串联式磨盘螺杆挤出机的混合性能进行了深入研究。这种设备结合了单螺杆挤出机和盘式挤出机的优势，能够处理多种材料，其磨盘结构（菊形、扇形、臼目形）可根据材料需求进行调整。研究的核心在于理解物料在混炼段的动态行为，包括粒子的运动轨迹和混合过程。通过使用网格重叠技术（MST）创建精细的有限元模型，以及运用POLYFLOW软件模拟流场，研究人员可以更准确地分析物料在挤出机内的流动特性。 停留时间和最大剪切应力的分析是评估混合性能的关键。较长的停留时间意味着物料有更多的时间在混炼段内分散和混合，有助于获得更均匀的物料分布。最大剪切应力则反映了物料在混炼过程中受到的剪切力，高剪切应力能有效促进物料的塑化和混合。这些量化指标为评估串联式磨盘螺杆挤出机的混合效率提供了科学依据。 由于现有的研究主要关注瞬态流场，而忽视了物料的变形和受力情况，本文通过粒子示踪法揭示了物料在混炼过程中的详细动态，这有助于更全面地理解混合过程并优化设备设计。作者强调，这样的综合分析对于提高串联式磨盘螺杆挤出机的混炼性能至关重要，对于推动塑料加工技术和设备的发展具有重要意义。 这项研究为串联式磨盘螺杆挤出机的设计与优化提供了理论基础，也为进一步探究高分子材料混炼机理提供了新的研究方法。通过深入研究物料混合过程，可以预期未来能够开发出更高效、更适应各种材料特性的混炼设备。