文档介绍：北京化工大学
硕士学位论文
双层复合挤出机头数值模拟辅助设计及实验研究
姓名:吴晓芳
申请学位级别:硕士
专业:高分子化学与物理
指导教师:刘长维
20060518
双层复合挤出机头数值模拟辅助设计及实验研究摘要复合挤出技术是目前塑料加工成型中普遍采用的一项技术,它能赋予产品单一材料无法赋予的特殊性能。复合挤出成型是一个十分复杂的加工过程,影响因素很多。在塑料挤出成型技术中,挤出模头设计的优劣是影响制品质量的重要因素,因而研究挤出模头的优化设计就显得尤为重要。对塑料熔体在模头内的流动情况进行数值分析并进行计算机模拟,可以获得挤出模结构参数与挤出结果之间的规律性关系。本课题以双层复合挤出管材为研究对象,介绍了双层复合挤出成型工艺机的特点和优越性,应用软件对两种熔体的二维等温共挤出进行三维数值模拟,给出了不同机头对应的速度流场分布,对机头进行优化设计,并对数值模拟的研究结果进行实验验证分析讨论。所作的研究工作集中在:运用Q芯抗ぞ撸訦疨Kú愀春霞烦瞿D饧扑悴料组合,以不同偏心度的复合机头为分析计算的工况条件,通过对管材机头内外层汇合处的环形缓冲流道及窄缝流道中的流体速度场的计算分析,剖析机头尺寸对外层物料包覆均匀程度的影响规律。为了简化计算,模拟建立在牛顿流体及等温挤出等假设上,为了验证模拟结果,设计了四个机头进行了实验验证。第一个是没有偏心的,模拟计算的初试值以此为基准进行修正;另外三个是偏心度不同的,其中一个是根据模拟结果设计的优化后的复合机头,另外两个是偏心度过小与过
大的两个机头。采用计算机模拟和实验分析相结合的方法,研究了双层复合挤出机头偏心度,窄缝厚度,窄缝横向宽度及漏料对辅机物料包覆内层情况的影响,验证了通过改变复合机头汇合处缓冲流道的偏心度、窄缝的厚度及横向宽度可以调节辅机物料包覆的均匀度:并通过实验验证了计算机模拟流道内熔体流动的可行性,得到了较满意的结构。关键词:复合挤出,数值模拟,机头,管材,流道设计北京化工大学硕士学位论文
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龇墨必日期:翻:￡:冱型陵立保密论文注释:本学位论文属于保密范围,在土年解密后适用本授日期:丝荽日期:丝望』:￡:垣北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名:关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅:学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。导师签名:
第一章绪论国内、外管材的发展和使用情况在当今世界四大材料体系静摹⒐杷嵫巍⒔鹗艉途酆衔中,聚合物和金属是应用最广、最重要的两种材料。以树脂为例,年世界塑料总产量诙帧0雌体积来讲,已和钢铁井驾齐驱。’随着石油化工业迅速发展而迅猛向前发腱,塑料越来越广泛用于工业、农业、电子、国防、建筑以及日常生活等各个领域。中国合成树脂产量年为蚨郑晡万吨,年髦芰Υ锏万吨,合成树脂总产量约为蚨郑焓澜绲谖逦缓铣墒髦蠊D壳埃淙蝗界工程塑料第一消费大国仍是美国,但全世界工程塑料消费市场却正在向亚洲转移,亚洲地区合成树脂消费增速远远领先于其他地区。其中,中国已经成为仅次于美国的世界第二大塑料消费国。到了年,亚洲合成树脂产量占到了全球塑料总产量的%,所占比例呈明显提升的趋势,而欧美地区所占比例则进一步下滑。塑料工业既是消费品工业,又是新型材料工业,具有科技含量高、应用广、市场前景好的特点,预计塑料总产量到年市场增长速度为ィ泄芰现破纷懿在塑料加工行业中,管材~直是主要的产品之一。塑料和传统材料不同,技术进步的的步伐更快,不断的出现的新技术、新材料、新工艺使塑料相对传统材料的优势越来越突出。塑料管材与传统的金属管和水泥管相比,具有重量轻,一般仅为金属管的一薪虾玫哪透葱裕钩寤骱涂估慷龋芰瞎苣诒砻姹戎芄饣的多、摩擦系数小、流体阻力小、可降低输水能耗ヒ陨希酆辖谀芎茫圃炷芎降低%,运输方便,安装简单,。目前还有很多新材料、新技术正在研究,或已经研究出来正在试用考核,可以肯定,今后年塑科管的技术进步将促使它更