隨著聚合反應(yīng)的進行,體系的粘度越來越高。當(dāng)體系的粘度達到上百帕秒時,反應(yīng)器內(nèi)部的流動與混合將會變得極其困難,溫度分布也不均一,導(dǎo)致局部過熱和暴聚現(xiàn)象,最終影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此研究和開發(fā)出一種面向高粘聚合過程的高效反應(yīng)器是十分有必要的。臥式雙軸自清潔類的反應(yīng)器混合效率高,能夠通過自清潔作用解決高粘物附著在器壁和槳葉上的問題,并且相比于雙螺桿擠出機具有更大的有效反應(yīng)空間。這種反應(yīng)器能夠解決高粘聚合過程存在的諸多難題,應(yīng)用前景十分廣泛。本文提出了一種新型的臥式雙軸自清潔反應(yīng)器,研究了反應(yīng)器內(nèi)部的流動、混合、剪切與拉伸特性,考察了體系容積傳質(zhì)系數(shù)與攪拌轉(zhuǎn)速、物料粘度、裝液量之間的關(guān)系,分析了不同粘度下槳葉結(jié)構(gòu)對成膜和傳質(zhì)特性的影響。論文取得了以下研究成果:提出了一種帶有沿徑向分布雙層捏合棒的臥式雙軸自清潔反應(yīng)器。采用MATLAB數(shù)學(xué)建模和SOLIDWORKS三維運動仿真研究了反應(yīng)器中槳葉的運動軌跡,并考慮相鄰兩捏合棒之間發(fā)生機械干涉的可能性。當(dāng)反應(yīng)器運轉(zhuǎn)時,相鄰兩捏合棒互相捏合,可以起到較好的自清潔效果;同時由于雙層捏合棒的交錯排布,可減小軸的體積與質(zhì)量,增大了反應(yīng)器內(nèi)部的有效反應(yīng)空間,使得該... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
主要符號說明
第1章 緒論
第2章 文獻綜述
    2.1 高粘流體攪拌混合設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀
    2.2 高粘混合設(shè)備概述
        2.2.1 立式攪拌混合設(shè)備
        2.2.2 雙螺桿擠出機
        2.2.3 臥式攪拌混合設(shè)備
    2.3 CFD在混合設(shè)備中的應(yīng)用
        2.3.1 計算流體力學(xué)概述
        2.3.2 混合過程的CFD數(shù)值模擬研究
        2.3.3 反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)描述與建模
        2.3.4 反應(yīng)擠出的CFD數(shù)值模擬研究
    2.4 課題的提出和研究思路
第3章 新型臥式雙軸反應(yīng)器的葉片設(shè)計
    3.1 臥式雙軸反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與工作原理
    3.2 臥式雙軸反應(yīng)器運動軌跡分析
    3.3 臥式雙軸反應(yīng)器的實體建模與干涉檢查
        3.3.1 清潔軸上最外層捏合棒運動軌跡曲線
        3.3.2 三維實體建模
        3.3.3 運動干涉檢查
    3.4 小結(jié)
第4章 新型臥式雙軸反應(yīng)器流動與混合的CFD模擬
    4.1 引言
    4.2 流動場建模
        4.2.1 控制方程
        4.2.2 網(wǎng)格重疊技術(shù)
        4.2.3 有限元模型
    4.3 混合參數(shù)
        4.3.1 混合過程的模擬方法
        4.3.2 分離尺度
        4.3.3 集群分布指數(shù)
        4.3.4 李雅普諾夫指數(shù)
        4.3.5 瞬時混合效率與時間平均混合效率
    4.4 數(shù)值模擬驗證
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 分布混合
        4.5.2 顆粒軌跡與停留時間分布
        4.5.3 分散混合
        4.5.4 拉伸與混合效率
    4.6 小結(jié)
第5章 新型臥式雙軸反應(yīng)器傳質(zhì)特性實驗研究
    5.1 引言
    5.2 實驗內(nèi)容
        5.2.1 實驗裝置
        5.2.2 實驗原料
        5.2.3 容積傳質(zhì)系數(shù)測量方法
    5.3 實驗結(jié)果與討論
La與裝液量的關(guān)系">        5.3.1 K_La與裝液量的關(guān)系
La與攪拌轉(zhuǎn)速的關(guān)系">        5.3.2 K_La與攪拌轉(zhuǎn)速的關(guān)系
La與槳葉結(jié)構(gòu)的關(guān)系">        5.3.3 K_La與槳葉結(jié)構(gòu)的關(guān)系
    5.4 成膜分析
    5.5 小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
作者簡介與攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]聚氨酯反應(yīng)擠出過程的數(shù)值模擬[J]. 唐豪,宗原,趙玲.  華東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)
[4]計算流體力學(xué)在化學(xué)工程中的應(yīng)用[J]. 王偉.  黑龍江科技信息. 2016(08)
[5]Cam轉(zhuǎn)子密煉機混沌混合特性影響因素分析[J]. 陳立,程志飛,李維恒,朱向哲,何延?xùn)|.  塑料工業(yè). 2015(01)
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[10]高黏度流體混合研究進展[J]. 焦海亮,包雨云,黃雄斌,施力田,王艷.  化工進展. 2007(11)

博士論文
[1]聚對苯二甲酰對苯二胺縮聚反應(yīng)擠出過程的三維數(shù)值模擬[D]. 唐豪.華東理工大學(xué) 2016

碩士論文
[1]臥式單軸自清潔攪拌釜數(shù)值模擬[D]. 單純.天津大學(xué) 2013



本文編號：3039672