塑料造粒機(jī)_塑料顆粒機(jī)_佳德塑機(jī)對分散混合而言,拉伸流動起的作用更大。故近來的研究通過數(shù)值解對螺桿元件中的拉伸流動進(jìn)行了分析,以弄清它的數(shù)量級對混合的作用。各單元的拉伸速率按如下公式計(jì)2.3.1 流量與導(dǎo)程的關(guān)系螺紋元件導(dǎo)程對螺桿組合研究具有很重要的意義,因?yàn)樵诤芏嗲闆r下組合流道是由不同導(dǎo)程的螺紋元件串聯(lián)而成的。當(dāng)流道兩端的壓差為0時,導(dǎo)程對流量的影響如圖6所示。由圖中可以看出,當(dāng)壓差為0時,流量隨著導(dǎo)程的增大而增大。圖6 流量與導(dǎo)程的關(guān)系2.3.2 回流量與導(dǎo)程的關(guān)系螺紋流道的回流量是判斷物料分布性混合的重要參數(shù)。當(dāng)流道兩端的壓差為0(作出這樣的假定是為了與捏合塊流道[6]、組合流道進(jìn)行比較。)時,導(dǎo)程對回流量的影響如圖7所示。
由圖中可以塑料造粒機(jī)_塑料顆粒機(jī)_佳德塑機(jī)看出,回流量隨著導(dǎo)程的增大而增大,這說明導(dǎo)程越大,分布性混合越好。則表示出當(dāng)擠出機(jī)產(chǎn)量分別為5 kg/h、10 kg/h、20 kg/h時,改變螺桿轉(zhuǎn)速時停留時間及其分布的計(jì)算結(jié)果,圖9表示出物料在螺紋元件中的平均物料的三維流動路徑是根據(jù)對螺紋元件中物料的真實(shí)流場進(jìn)行三維模擬計(jì)算所得到的速度場,再通過編程計(jì)算得到的。限于篇幅和重點(diǎn),本只闡述停留時間及其分布的計(jì)算的最終結(jié)果。所建立的螺紋元件的幾何模型如圖1所示,對螺紋元件的流場分析是在沒有對流道幾何形狀作任何簡塑料造粒機(jī)_塑料顆粒機(jī)_佳德塑機(jī)化的情況下進(jìn)行的。流道是由一段長度為120 mm、頭數(shù)為2、導(dǎo)程為30 mm的左右螺紋元件及機(jī)筒內(nèi)壁形成的,其中包括了兩螺桿的嚙合區(qū)。螺桿外徑為34 mm,機(jī)筒內(nèi)徑為34.6 mm。螺桿螺棱頂與機(jī)筒內(nèi)壁的間隙及一螺桿螺棱頂與另一螺桿螺槽底間的間隙均為0.3 mm,左右螺桿的中心距為30 mm。為了計(jì)算和分析的方便并且結(jié)合物料的實(shí)際流動情況,作如下假設(shè):流體為冪律流體,采用冪律流體的本構(gòu)方程;流場為穩(wěn)定
流場,即流場塑料造粒機(jī)_塑料顆粒機(jī)_佳德塑機(jī)分布和時間無關(guān);流場為等溫流場;流場的雷諾數(shù)較小,可以認(rèn)為流動為層流流動;由于慣性力、重力等體積力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于粘滯力,所以可以忽略不計(jì);流體為不可壓縮流體;流道壁面無滑移。1.1.2 數(shù)學(xué)模型因?yàn)榱黧w為等溫層流不可壓縮的冪律流體,所以不考慮能量方程,只是求解連續(xù)性方程和運(yùn)動方程[1]。1.1.3 邊界條件按照擠出機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)條件及邊界無滑移假設(shè)給出流道的速度邊界,即機(jī)邊界速度為零。螺桿表面速度按照角速度與螺桿表面半圖7 回流量與導(dǎo)程的關(guān)系2.3.3 剪切速率、拉伸速率塑料造粒機(jī)_塑料顆粒機(jī)_佳德塑機(jī)與導(dǎo)程的關(guān)系當(dāng)流道兩端的壓差為0時,剪切速率、拉伸速率與導(dǎo)程的關(guān)系如圖8所示。由圖中可以看出,剪切速率與拉伸速率都隨著導(dǎo)程的增大而增大。與剪切速率相比,拉伸速率的值較小,變化比較平緩,說明在混合中同向雙螺桿的特點(diǎn)是
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