近年來,螺桿擠壓膨化設備由于其獨特的加工方式和成品效果,目前越來越受到飼料加工產(chǎn)業(yè)和食品制造產(chǎn)業(yè)的重視,但在擠壓膨化作業(yè)時螺桿處于高溫高壓狀態(tài),擠壓膨化加工稻、麥秸稈等木質(zhì)素豐富的飼料原料過程中螺桿根、底部易發(fā)生點蝕、剝落、膠合等現(xiàn)象。本文針對我國螺桿擠壓膨化加工飼料的設備材料現(xiàn)狀,開展基于螺桿表面織構(gòu)化技術的擠壓膨化特性研究,同時也對螺桿織構(gòu)化對制備飼料成型質(zhì)量進行研究,為緩解飼料膨化對螺桿的需求現(xiàn)狀和解決螺桿織構(gòu)化表面機理問題提供技術支撐。對螺桿表面微織構(gòu)形狀結(jié)構(gòu)和表面機理進行了分析,運用連續(xù)介質(zhì)假設原理研究物料在螺槽底部所受的壓力,建立螺槽底部物料所受壓力F1、壓強P與熔融段流率Qs的表達式,確定熔融段微織構(gòu)加工的表面形狀結(jié)構(gòu),得到螺桿表面微織構(gòu)單元的最小壓力與微織構(gòu)結(jié)構(gòu)之間的方程;建立了熔融段微織構(gòu)加工模型,得到了稻秸稈混料在螺桿織構(gòu)化表面的壓力、流體跡線、剪切應力分布圖,驗證了該螺桿表面織構(gòu)化處理設計的合理性,并同時采用對比分析法,分析表面織構(gòu)的深徑比、偏移率和排布角度對于流體經(jīng)過表面微織構(gòu)時的各項參數(shù),得出最優(yōu)排列結(jié)構(gòu)方案。以喂料速度、螺桿轉(zhuǎn)速、熔體輸送段溫度為變量,以試驗... 

【文章來源】：揚州大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖??

?第二章螺桿表面微構(gòu)對擠壓膨化的影響機理研究???料為連續(xù)介質(zhì)，取出螺桿槽內(nèi)任意位置的材料微元件，研宄螺桿與螺桿槽的作用關系，??利用力和反作用力求出螺桿受到的摩擦力［４９＿５１］。??圖２－２物料在螺桿槽內(nèi)的受力??如上圖所示，物料微元體積為ｄｖ，其在螺旋槽中運動受到螺旋槽底面的支持力ｄＡ＾、??摩擦力ｄＦｊｎ離心力ｄｐ作用、受到螺旋槽前側(cè)面的法向作用力ｄｉＶ２、摩擦力ｄＦ２、后側(cè)面??的法向作用力ｄｉＶ３、摩擦力ｄＦ３、受到外機筒內(nèi)表面的壓力ｄＷ４、摩擦力ｄＦ４。??２．１．１螺旋槽底面上物料微元產(chǎn)生的摩擦阻力??根據(jù)上述假設，螺桿受到物料微元對螺旋槽底面產(chǎn)生的摩擦力ｄＧｚｄＦｉ、螺旋槽??前端面受到物料產(chǎn)生的摩擦力ｄＦ２＇?＝?ｄＦ２、螺旋槽后端面受到物料產(chǎn)生的摩擦力ｄＦ３＇＝??ｄＦ３。??由摩擦力定律可得，螺旋槽底面上物料微元上產(chǎn)生的摩擦阻力［５２］：??ｄＦｘ?＝?ＡｄｉＶｉ?（２－１）??式中：／ｉ為物料與螺桿間的摩擦系數(shù)；??ｄ／＾為螺旋槽底面對物料微元的摩擦力，Ｎ；??ｄｉＶｉＳ螺旋槽底面對物料微元的支持力，Ｎ。??２．１．２物料微元旋轉(zhuǎn)運動時受到的離心力??由牛頓第二定律的公式的應用可得，此處物料微元的離心力為：??ｄｐ?＝?ａｍ?（２－２）??ａ?（２－３）??ｍ?＝?ｐＶＬ?（２－４）??ＶＬ?＝?ＨＢ?ｃｏｓ?９?ｄＬ?（２－５）??代入，可得：??９??

（２－３８）、（２－３９）、（２－４２）、（２－４５）可得??Ｆ３?＝?Ａ?／〇Ｌ｛ｐ〇ｅ＾＾＾）＾［／／?＋?ｆ２Ｂ?ｃｏｓ?９?ｓｉｎ（０?＋?０）］Ｊ?ｄＬ?（２－４５）??由前述分析可得，螺桿擠壓物料受到的總摩擦阻力為式（２－４０）、（２－４３）、（２－４５）三項??之和，即??Ｆｆ＝Ｆ１?＋?Ｆ２?＋?Ｆ３?（２－４６）??２．２物料微元輸送率（流率）仏計算??物料微元在螺桿內(nèi)部軸向作螺旋前進，此處可將其前進的速度分為軸向分速＾＾與??法向分速ＫｐＱ［５６＿５７］，如下圖２－３所示：??３?＼?４?ｊ?＼??Ｘ＼＾ｌ??／?ｖｖｉ?ｌ＼?Ｉ?Ｖｖ?機醜度＼的科塞Ｍ??ｖ；ｉｒ一．??１??１－螺紋２－螺桿３－機筒４－物料斷面??圖２－３物料微元在螺桿內(nèi)部運動分析（左）及物料微元、機筒和螺桿間速度矢量圖（右）??１３??


本文編號：3391598