【摘要】：尋求提高塑化質(zhì)量的有效方法一直都是塑料加工成型方向研究的核心問題,螺桿作為擠出加工裝置中最關(guān)鍵的零部件,其尺寸參數(shù)、結(jié)構(gòu)形式對(duì)塑料的塑化過程有著最為直接的影響,并將最終影響制品的性能。針對(duì)螺桿的研究已經(jīng)是改善塑化質(zhì)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要研究方向。如何為進(jìn)一步螺桿創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供方向以及進(jìn)一步優(yōu)化螺桿結(jié)構(gòu),都是該方向的重要研究課題。為此,本課題以所在實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)提出的新型扭轉(zhuǎn)元件為研究對(duì)象,重點(diǎn)研究扭轉(zhuǎn)元件對(duì)于聚合物塑化過程中熔體在螺桿螺槽內(nèi)的流動(dòng)行為和塑化系統(tǒng)傳熱特性的影響。論文的主要內(nèi)容如下:(1)采用可視化實(shí)驗(yàn)方法,模擬觀測(cè)熔體在螺桿輸送段的流動(dòng)行為,特別是在新型扭轉(zhuǎn)元件螺槽內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài),結(jié)果表明,扭轉(zhuǎn)元件結(jié)構(gòu)獨(dú)特,可使其螺槽內(nèi)熔體產(chǎn)生螺旋流動(dòng),促進(jìn)了螺槽深度方向的傳質(zhì)行為,有利于螺槽頂部與底部之間的傳質(zhì),揭示了扭轉(zhuǎn)元件強(qiáng)化熔體徑向傳質(zhì)的機(jī)理。(2)利用自行開發(fā)的擠出機(jī)在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),分別測(cè)得傳統(tǒng)三段式螺桿和安裝了新型扭轉(zhuǎn)元件的新型積木螺桿在不同工藝條件下加工聚丙烯時(shí)溫度、壓力沿軸向分布情況,分析了螺桿計(jì)量段溫度壓力的均值和螺桿頭部熔體溫度壓力波動(dòng)、計(jì)算了計(jì)量段的傳熱系數(shù),結(jié)果表明添加扭轉(zhuǎn)元件后熔體質(zhì)量得到改善,通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)6個(gè)扭轉(zhuǎn)元件并排組合構(gòu)型為實(shí)驗(yàn)所采用的四種構(gòu)型中的最優(yōu)項(xiàng)。(3)在現(xiàn)有新型扭轉(zhuǎn)元件模型的基礎(chǔ)上作出兩種結(jié)構(gòu)的變化,采用數(shù)值模擬的方法對(duì)比三種元件在塑化過程中對(duì)聚丙烯速度場(chǎng)的影響。分析結(jié)果表明,將扭轉(zhuǎn)元件螺棱傾斜與徑向形成一個(gè)角度后的構(gòu)型在徑向速度分布、剪切速率分布上均得到改善,將扭轉(zhuǎn)元件螺棱傾斜與軸向形成一定角度后的構(gòu)型在混合效果方面有所提高,為扭轉(zhuǎn)元件進(jìn)一步創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了一種思路。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK124;TQ320.1
【圖文】：

１．１課題的研究背景逡逑隨著科技的不斷進(jìn)步，對(duì)于高性能、高精度塑制品的需求日益迫切，一些高端塑逡逑料制品用途也越來越廣。下圖１－１顯示了一些高端塑料成型制品。由于聚合物熔體本逡逑身具有非牛頓、非線性等特點(diǎn)，熔體的物理性質(zhì)也隨著加工溫度和壓力的變化而變化，逡逑這些都使加工成型高質(zhì)量高精度的塑料產(chǎn)品十分困難。聚合物加工過程是控制聚合物逡逑制品結(jié)構(gòu)和性能的中心環(huán)節(jié)，研宄加工過程中聚合物結(jié)構(gòu)變化過程，探求加工過程中逡逑的各項(xiàng)參數(shù)與最終制品性能之間的聯(lián)系，己經(jīng)成為聚合物加工方向的重要研宄課題。逡逑總的來看，制品的質(zhì)量取決于塑化過程的穩(wěn)定性和加工工藝參數(shù)。對(duì)于一套既定的設(shè)逡逑備來說，最佳的工藝參數(shù)己隨之確定。因此研究塑化過程的塑化機(jī)理，分析塑化過逡逑程中熔體的傳熱傳質(zhì)行為，是實(shí)現(xiàn)精密成型的關(guān)鍵。逡逑（ａ）光學(xué)透鏡邐（ｂ）微流控芯片逡逑

本文編號(hào)：2787774