螺杆熔融段构型对传热效率的影响

论文摘要

采用数值模拟的方法,对比了普通的和分别放置扭转元件、Maddock元件的螺杆熔融段处的传热效率,并从流体速度场和温度梯度场的协同性解释差异产生的原因。模拟结果表明,扭转元件的特殊流道设计能够有效提高流道内速度场和温度梯度场的协同性,显著增强对流传热,无论元件放置在熔融段的入口还是出口,装有扭转元件的螺杆的传热效率都远远高于装有Maddock元件的螺杆和纯螺纹螺杆;同时,扭转元件对物料的剪切力相对Maddock元件小得多,从而使螺杆产生的黏性耗散热降低,局部过热的现象得到很好的控制。从模拟结果来看,场协同理论的结果与模拟的实际结果具有良好的一致性,因此场协同理论可以用于解释聚合物加工中高黏度非牛顿流体的传热特性。

论文目录

• 1 数学物理模型
•   1.1 几何模型
•   1.2 数学模型
•   1.3 边界条件
•   1.4 场协同原理
• 2 结果与讨论
•   2.1 不同螺杆构型的传热情况对比
•     2.1.1 熔融速率及剪切力的影响
•     2.1.2 流道温度梯度分布
•     2.1.3 对流换热性能
•   2.2 不同螺杆构型的流动情况对比
•     2.2.1 物料沿螺杆径向运动的强烈程度
•     2.2.2 轴向速度分布
•     2.2.3 各螺杆元件处的压力降大小
•   2.3 不同螺杆构型协同角对比
•     2.3.1 局部协同角分布
•     2.3.2整体协同角大小
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 谭伟华,关昌峰,谢鹏程,杨卫民,鉴冉冉

关键词: 数值模拟,扭转元件,协同性,对流传热,聚合物加工

来源: 塑料科技 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工

单位: 北京化工大学机电工程学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(51576012)

分类号: TQ320.1

DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2019.03.019

页码: 95-100

总页数: 6

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