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LLDPE/SBS共混过程的数值模拟及实验研究

专 业: 材料科学与工程
关键词: HAAKE混合器 LLDPE/SBS体系 三维等温数值模拟 共混
分类号: TQ330.11
形 态: 共 63 页 约 41,265 个字 约 1.974 M内容
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内容摘要


HAAKE转矩密炼机是一种具有优越混合性能的混炼设备,它具有较强的分散和分布能力。

更好地认识和理解混合器中的混合过程,明确混合机理,势必将帮助我们控制混合过程,提出最佳工艺条件以及提高制品的最终性能。

目前对混炼机转子混炼段流场的理论研究还处于初级阶段,精确分析转子的混合效率还比较困难。

而实验研究虽然是最准确、最直接的研究方法,但是非常耗时费力,整个过程要耗费大量的人力和物力;再者由于受到测试技术的限制,实际的实验中只能得到有限的实验数据。

相比较之下,利用数值模拟的方法将有效克服以上缺点,有助于了解该设备的混合特性,对更好地发挥设备的效能、提高混炼效率及保证产品质量具有很重要的意义。

本文采用有限元软件POLYFLOW对HAAKE混合器中LLDPE\SBS体系的共混过程进行了三维等温数值模拟。

分析探讨了流体在混合器内的混合机理。

在此基础上,一方面使用浓度分布表征分布混合,了解了LLDPE\SBS体系在混合过程中SBS相浓度随时间的分布规律,并得出混合的效率主要集中在前2分钟内的结论;研究了混合器位置、转子转速、分散相比例和温度等因素对浓度分布的影响,结果表明较高的剪应力和分散相比例有利于增加流场的混合分散能力及浓度均匀度,而温度的影响则不明显。

通过实验对模拟结果进行验证,结果表明数值模拟与实验结果有较好的吻合。

另一方面通过对剪切速率、剪切应力和混合指数等场函数的统计分析,得出较强剪切作用和拉伸作用有利于流场的分散混合作用..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1前言
1.2聚合物加工过程中的混合原理
1.2.1混合机理
1.2.2混合的分类
1.3计算机辅助工程技术(CAE)
1.3.1 CAE技术简介
1.3.2 CAE技术的发展现状与趋势
1.4聚合物共混过程的数值求解方法
1.5聚合物共混过程的数值研究进展
1.6 POLYFLOW软件介绍
1.6.1软件简介
1.6.2软件特点
1.6.3软件的主要分析步骤
第二章 课题的研究内容、目的和意义
2.1课题研究的内容、目的和意义
2.1.1课题研究内容
2.1.2课题研究目的和意义
第三章 实验部分
3.1实验主要原料
3.2实验主要仪器
3.3实验步骤
3.3.1共混物流变特性的表征
3.3.2共混样品的制备
3.3.3 SBS质量分数的测定
第四章 数值模拟部分
4.1分析模型的建立
4.1.1物理模型
4.1.2数学模型
4.1.3有限元模型
4.2瞬时模型的建立
4.3材料物性参数与边界条件
4.3.1材料物性参数
4.3.2边界条件
4.4模拟方案的选择
第五章 结果与讨论
5.1流体基本流动规律
5.1.1速度分布
5.1.2周向和径向流动规律
5.1.3轴向运动规律
5.1.4转子交汇区的物料运动规律
5.1.5转子转速对流场平均速率的影响
5.2浓度分布混合(Distributive Mixing of Concentration)
5.2.1混合过程的浓度分布规律
5.2.2不同取样位置对浓度混合过程的影响
5.2.3分散相比例对浓度混合过程的影响
5.2.4转速对混合过程的影响
5.2.5温度对混合过程的影响
5.2.6实验与模拟结果对比
5.3分散混合(Dispersive mixing)
5.3.1剪切速率
5.3.2剪切应力
5.3.3混合指数
5.3.4转子不同角度时的平均速率、平均混合指数和平均剪切应力
5.3.5转速对平均剪切应力和平均混合指数的影响
第六章 总结
参考文献

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中图分类: > TQ330.11 > 工业技术 > 化学工业 > 橡胶工业 > 一般性问题

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