基于數(shù)值模擬的密煉機(jī)膠料密煉流動研究.pdf

1、通過對密煉機(jī)內(nèi)膠料混煉流場的數(shù)值模擬分析,不僅可以了解混煉設(shè)備的混合特性,還可以在所建立有效合理的有限元求解技術(shù)的基礎(chǔ)上,得到混煉流場內(nèi)膠料的流動參數(shù)分布。但現(xiàn)有的三維等溫全充滿的密煉機(jī)膠料混煉流動數(shù)值模型不夠完善。針對于此,本文對包含冷卻循環(huán)系統(tǒng)的三維非等溫全充滿的密煉機(jī)膠料混煉流動進(jìn)行數(shù)值計(jì)算及分析,以期得到能夠反應(yīng)密煉機(jī)內(nèi)膠料混煉特性的流體流場分布規(guī)律。
　　 論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　 1、建立合理有效的有限

2、元求解方法:以本實(shí)驗(yàn)中心的SHR-10DY型高速混合機(jī)為原型,使用專業(yè)化的三維建模軟件Pro／E對模型進(jìn)行參數(shù)化幾何建模；對模型進(jìn)行合理的簡化,建立數(shù)學(xué)模型；測定SSBR膠料的物料參數(shù),使用Polyflow的Polymat模塊對SSBR橡膠的流變參數(shù)進(jìn)行擬合以得本構(gòu)模型參數(shù)；設(shè)定合理的邊界條件。選用Gambit有限元網(wǎng)格劃分軟件對膠料混料流動區(qū)域進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分,對轉(zhuǎn)子及冷卻水道進(jìn)行四面體網(wǎng)格劃分。使用合理建立的有限元模型在Polyf

3、low有限元求解器中進(jìn)行求解,得到收斂的流場參數(shù)的數(shù)值解。
　　 2、研究60轉(zhuǎn)下的膠料流場,通過膠料的速度場、溫度場、壓力場、粘度場、剪切速率場等流場參數(shù)分布規(guī)律,揭示了膠料的混煉流動規(guī)律。
　　 3、對于相同的轉(zhuǎn)子幾何構(gòu)型,系統(tǒng)研究了不同轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下的膠料混煉性能。計(jì)算結(jié)果表明除膠料粘度外,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化對其它流場參數(shù)分布幾乎無影響。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增大有利于膠料混煉,但易導(dǎo)致膠料溫度分布不均勻。
　　 4、分析冷卻水