孔芯式聚合物熔體冷卻器是針對(duì)聚合物熔體的特性而開發(fā)的一種新型的高效、緊湊型換熱器。其結(jié)構(gòu)簡單,主要換熱部分為孔芯件。相較于常規(guī)換熱器如:管殼式換熱器、板式換熱器等,它的主要優(yōu)點(diǎn)有:換熱面積大、密封性能好、工作壓力高、傳熱效率高、熔體壓力損失小、出口物料均勻性好�？仔臼骄酆衔锶垠w冷卻器的最大特點(diǎn)在于其主要部件孔芯件的設(shè)計(jì),孔芯件內(nèi)冷熱流體的流道在圓筒狀的孔芯件內(nèi)呈錯(cuò)位十字排布,這樣可以完全的將冷卻油和聚合物熔體分隔開來,密封性能得到很大的提升。此外,孔芯件與換熱器其他部分聯(lián)接均采用螺栓和密封圈,易于拆卸,這樣方便后續(xù)的維護(hù)和修理。通過特征數(shù)和實(shí)驗(yàn)法求得熔體的對(duì)流傳熱系數(shù),然后用類比法求出金屬熱阻,最后得到孔芯式聚合物熔體冷卻器的總傳熱系數(shù)方程。此外,使用壓力梯度的方法計(jì)算得到單個(gè)熔體孔的壓降與模擬所得壓降誤差在20%以內(nèi),表明計(jì)算方法與模擬結(jié)果較為準(zhǔn)確�？仔炯䞍�(nèi)聚合物的熔體孔和冷卻油的流道除了空間結(jié)構(gòu)上的制約以外并沒有直接的聯(lián)系,屬于兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。為增大冷卻油的對(duì)流傳熱系數(shù),分析出影響冷卻油對(duì)流傳熱的參數(shù)有三個(gè):冷卻油流道層數(shù)、冷卻油流道折回次數(shù)和冷卻油流速。通過設(shè)計(jì)DOE試驗(yàn),來探究... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

圖１－２螺旋管局部刨面圖??Ｆｉｇ．１－２?Ｐａｒｔｉａｌ?ｐｌａｎ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｓｐｉｒａｌ?ｔｕｂｅ??

出機(jī)相較于單螺桿擠出機(jī)最??大的優(yōu)勢就是共混性能好。二階擠出機(jī)通常為單螺桿擠出機(jī)。單螺桿擠出機(jī)螺桿直徑??大、螺槽淺，具有良好的混合效果，在二階螺桿機(jī)筒上加上冷卻夾套或其它輔助冷卻??設(shè)備，同時(shí)配合單螺桿擠出機(jī)較大的長徑比，可以有很長的時(shí)間進(jìn)行充分得混合和冷??卻［２７］。使用單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行降溫的時(shí)候，其很大的長徑比會(huì)導(dǎo)致單螺桿長度隨著產(chǎn)??量的增加而增加，從幾米到幾十米不等，占地面積巨大，經(jīng)濟(jì)效益低。因此獨(dú)立、結(jié)??構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)效益高的聚合物熔體冷卻器就設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。??圖１－４雙階擠出機(jī)冷卻系統(tǒng)??Ｆｉｇ．１－４?Ｔｗｏ－ｓｔａｇｅ?ｅｘｔｒｕｄｅｒ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??連續(xù)擠出發(fā)泡過程中所用的靜設(shè)備，通常是由傳統(tǒng)的管殼式換熱器優(yōu)化而來的。??對(duì)于傳統(tǒng)的管殼式換熱器而言，若讓聚合物熔體走殼程，則不能滿足聚合物熔體的發(fā)??泡壓降要求。如若走管程，管程過長，邊界層的積累也會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱效果變差，壓降變??大。由于聚合物熔體的特性，如若不能充分的合流和分流，存在熱邊界層滯留的情況??后，會(huì)大大的降低換熱器的換熱效率。普通換熱器內(nèi)的換熱管在貼近管壁出總會(huì)存在??滯留邊界層，減少邊界層或者及時(shí)抽離邊界層可大大的增加換熱效果。高志勇、馬鐵??錚改進(jìn)管殼式換熱器，當(dāng)熔體進(jìn)入冷卻器后采用錐形分流板使熔體分配到各個(gè)換熱管，??這樣每個(gè)換熱管內(nèi)流體都很平均且經(jīng)過錐形分流器的一次分流合流，提高換熱效率，??５??

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???從而達(dá)到換熱要求［２８］。施龍生改進(jìn)管式換熱器中的換熱管，在其內(nèi)部加入垂直相連兩??端旋轉(zhuǎn)１８０°的螺旋片，且相鄰的螺旋片一個(gè)為左旋一個(gè)為右旋，這樣可使高粘度流??體在管中左旋右旋交替流動(dòng)，使管壁處的流體流向圓管中心，圓管中心的流體流向管??壁，大大增加了管內(nèi)流體的湍流程度，使傳熱過程得到強(qiáng)化，取得了很好的換熱效果??［２９］??Ｏ??圖１－５錐形分流板?圖１－６管內(nèi)螺旋片??Ｆｉｇ．?１－５?Ｃｏｎｉｃａｌ?ｍａｎｉｆｏｌｄ?Ｆｉｇ．１－６?Ｓｐｉｒａｌ?ｉｎ?ｔｕｂｅ??靜態(tài)混合器在連續(xù)擠出發(fā)泡系統(tǒng)中十分常見，其工作原理是利用排列角度不同的??混合元件使流體充分混合，且兩兩相鄰的混合元件采用錯(cuò)位連接，極大地增加了流體??的擾動(dòng)。但是隨著擠出技術(shù)的不斷發(fā)展，單一混合功能的靜態(tài)混合器就顯得有些捉襟??見肘，同時(shí)具備混合和冷卻功能的設(shè)備就顯得尤為重要。??美國的Ｆｌｕｉｔｅｃ公司綜合了靜態(tài)混合器和管殼式換熱器的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種新型??ＣＳＥ－ＸＲ型換熱器，在換熱管外壁加上特定的折流板，被冷卻或加熱的流體走殼程，??這樣可以首先避免流體分布不均的風(fēng)險(xiǎn)。在換熱管外壁加上特定形狀和特定的角度的??折流板后，可使流體進(jìn)入殼程后充分?jǐn)_動(dòng)，極大地減小邊界層的積累，改變流體的原??始層流流動(dòng)狀態(tài)，繼而增大傳熱系數(shù)，其傳熱系數(shù)相比傳統(tǒng)的管殼式換熱器有大大的??提高。此型號(hào)換熱器適用于層流、高粘度流體［３（）］。??＇?ＨＵＢ??圖１－７?ＣＳＥ－ＸＲ型換熱器??Ｆｉｇ．１－７?ＣＳＥ－ＸＲ?ｈｅａｔ?ｅｘｃｈａｎｇｅｒ??６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]板式換熱器傳熱傳質(zhì)實(shí)驗(yàn)與理論研究[D]. 李冠球.浙江大學(xué) 2012

碩士論文
[1]聚合物熔體冷卻器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化[D]. 李曉丹.北京化工大學(xué) 2017
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[3]高粘度流體傳熱強(qiáng)化研究[D]. 趙洪彬.華南理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3059960