锥形双螺杆挤出机中聚合物粘度测量方法研究

摘要

随着国民经济水平的不断提高和产业化的逐步升级，粘度的准确测量在许多工业部门和科学研究领域中都具有重要意义，并提出了更高的要求。特别是在高分子材料成型加工领域中，聚合物粘度是最基本的工艺参数，对原料的使用、添加剂的选择、加工工艺参数的确定、研究新配方，开发新产品，优化加工工艺的过程以及聚合物材料加工设备改进和创新都有着重要的指导作用。因此，对聚合物粘度进行测定具有极其重要的意义。本文以研究和开发聚合物熔体流变测控设备为背景，通过技术创新，运用锥形双螺杆强制正位移输送机理，设计了基于锥形双螺杆挤出机的聚合物熔体粘度测试机，并根据聚合物流变学原理，以有限元分析软件ANSYS为平台，对关键部位流场进行了数值模拟。主要研究工作如下：
　　 （1）设计了锥形双螺杆流变测试机的螺杆基本结构参数，并对C小室容积算式进行了精确严格的推导。
　　 （2）提出了锥形双螺杆流变测试机的机械系统设计方案以及结构框架。
　　 （3）建立流道有限元模型并求解，通过在一定条件下压力场和速度场的分析结果得出一系列结论，为今后合理设计提供了理论依据和可行的技术支持。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 锥形双螺杆挤出机概述

1.2 关于啮合异向双螺杆挤出过程的研究

1.2.1 啮合异向双螺杆挤出过程的固体输送理论研究

1.2.2 啮合异向双螺杆挤出过程的熔融理论研究

1.2.3 啮合异向双螺杆挤出过程的熔体输送理论研究

1.3 聚合物熔体粘度测量技术

1.3.1 聚合物熔体粘度测量的意义

1.3.2 聚合物熔体粘度测量的现状

1.4 课题研究的目的和意义

1.5 课题研究的主要内容

第2章 挤压系统

2.1 锥形螺杆基本结构

2.2 锥形螺杆结构参数

2.3 C小室容积

2.4 挤出量大小

第3章 粘度测量系统

3.1 粘度测量系统结构

3.2 粘度测量原理

3.2.1 直圆管流道流动

3.2.2 渐缩流道流动

3.3 测量方法与装置

3.3.1 温度测量

3.3.2 压力测量

第4章 数值模拟

4.1 FLOTRAN流体分析概述

4.2 数学模型

4.2.1 基本假设

4.2.2 连续性方程

4.2.3 运动方程

4.2.4 本构方程

4.3 物理模型

4.4 有限元模型

4.4.1 选择坐标系

4.4.2 选择单位制

4.4.3 网格划分

4.4.4 有限元模型的生成

4.4.5 施加载荷和边界条件

4.4.6 设置分析环境

4.5 分析结果

4.5.1 速度场

4.5.2 压力场

第5章 总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录：攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢