文档介绍：青岛科技大学硕士研究生学位论文
差速搅拌捏合机动力特性分析及三维流场模拟
摘要
差速搅拌捏合机是一种新型高效的卧式双轴全相自清洁型搅拌捏合设备。它
集粉碎、搅拌、捏合自清理、输送于一体,并能连续化生产作业,很好的解决了
高粘度物料搅拌混合所面临的问题。但随着搅拌机朝着大功率化、大容量化的发
展,其在运行过程中表现出的运行不稳定性、搅拌效率低及易疲劳破坏等特性都
制约着差速搅拌捏合机的应用。本文针对搅拌机的参数优化、动力及疲劳特性分
析以及流场特性进行了一系列研究与探索:
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模型,对螺棱外形进行了简化,设计出满足搅拌混合功能和易于加工的螺棱外形。
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主搅拌轴和清洁轴的中心距等方面对搅拌轴进行了参数优化。
糜邢拊H砑嗀对搅拌轴进行瞬态动力学分析,得到了搅拌轴在
周期性流场激振力作用下各危险节点的位移及等效应力的时间历程响应,并利用
瞬态动力学分析的结果对搅拌轴的螺棱角度进行了优化设计。
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其进行了模态分析,得到了固有频率及振型,并验证了搅拌轴在正常转速的工作
过程中没有发生共振。
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算结果进行了对比分析,验证了结构优化后的搅拌轴满足疲劳强度要求。
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况,并针对分析结果对搅拌轴的设计提出了针对性的建议。
关键词差速搅拌捏合机参数优化瞬态动力振动疲劳流场
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青岛科技大学硕士研究生学位论文
符号说明
‘——主搅拌轴半径吃——清洁轴螺棱扭转角
吃——清洁轴半径二——搅拌轴长度
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恐——清洁轴螺棱外径日——螺棱的高度
!V行木五——螺棱升角
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秒——捏合框的立面展角
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磊——主搅拌轴主轴与清洁轴螺棱顶间隙
%——螺棱平均半径
——主搅拌轴螺棱顶与清洁轴主轴间隙
哦——螺棱中径
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展——主搅拌轴螺棱螺旋角口——流体载荷密度·之
皮——清洁轴螺棱螺旋角
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青岛科技大学研究生学位论文
髀
搅拌及捏合
理论上把任何状态烫⒁禾⑵桶胍禾下物料均匀地掺和在一起
的操作称为混合,但习惯上常把固态物料之间的掺和或者固态物料加入少量液体
的操作称为混合,而把固态、液态或气态与液态物料混合的操作称之为搅拌【。
搅拌和混合操作是应用最广的过程单元操作之一,大量应用于化工、石化、
轻工、医药、食品、采矿、造纸、农药、涂料、冶金、废水处理等行业中。近年
来,搅拌与混合技术发展迅猛,搅拌与捏合设备正向着大型化、标准化、高效节
能化、机电一体化、智能化和特殊化方向发展【。
简单的来说,搅拌就是使物料趋于匀质化的过程N锪显谑导式涟韫讨
有着非常复杂的变化,除了强烈的物理作用外,还伴随着有一定的化学作用。不
仅混合物总体积发生了量的变化,而且其状态和性能也发生了质的变化。即使在
宏观上达到匀质,在显微镜下仍有些物料颗粒团聚体。因此,物料的搅拌不仅是
宏观匀质,更重要是微观相对匀质。
搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散,从而达到均匀混
合;也可以加速传热和传质的过程=涟璨僮鞯睦悠奈3<缭诨槭
里制备某种盐类的水溶液时,为了加速溶解,常见用玻璃棒将烧杯中的液体进行
搅拌。又如为了制备某种悬浮液,就要用玻璃棒不断地搅动容器中的液体,使固
体颗粒不致沉下,而保持它在液体中的悬浮状态。在工业生产中,搅拌操作是从
化学工业开始的,围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等,作为工艺过程的一
部分被广泛采用。
捏合是一种混合操作,其目的主要是得到均匀混合物。例如在粉体物料中加
入少许量的液体以制备均匀的塑性料或膏状物,或在高粘稠物料中加入少量粉