立式捏合机混合釜内传热的研究

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonHeatTransferintheMixingTankoftheVerticalKneaderCandidate:GaoWeiMajor:MechanicalEngineeringSupervisor:Prof.LiXiwenHuazhongUniversityofScienceandTechnologyW

2、uhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，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。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交

3、论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要混合是复合材料生产过程中的一道关键工序，立式捏合机在复合材料制造的混合工序中起到了重要作用。复合材料的质量与混合温度、混合时间等因素相关，其中，混合

4、温度直接影响到粘合剂的粘度，进而影响到复合材料的性能，因此，研究立式捏合机混合釜夹套保温结构和传热特性，对提高复合材料质量具有重要意义。首先，分析了混合釜夹套的结构形式，研究了混合釜夹套内热量向釜内混合物的传递过程。通过对混合釜四种夹套的结构、传热效率、成本等多种因素进行比选，确定螺旋半圆管为立式捏合机混合釜的夹套结构。采用理论分析与实验结合的方式求得了总传热系数，并对结果进行了验证。结果表明，用此公式求得的传热系数较为准确。其次，根据流体控制方程，建立了混合釜内流场模型，通过数值模拟研究了混合釜内温度

5、场分布。编写了桨叶在混合釜内运动关系的程序代码，实现了桨叶作用下流动域的仿真。对比桨叶转动与静止时釜内混合物的温度场分布，可以看出桨叶搅拌起到了强化传热的作用并有利于釜内混合物温度场的均匀化。最后，研究了采用相似放大法设计混合釜时，以不同基准进行放大对传热效率的影响。当采用维持雷诺数恒定基准或搅拌桨叶端面线速度恒定基准时，传热系数会随着混合釜尺寸的增大而减少；当传热系数保持恒定时，桨叶转速随着桨叶直径的增大而降低。关键词：立式捏合机混合釜传热数值模拟I华中科技大学硕士学位论文AbstractMix

6、ingprogressisverycrucialintheproductionofcompositematerials.Astheproductionmachine,theverticalkneaderplaysakeyrole.Thequalityofcompositematerialsdependsonseveralfactors，suchasthetimeofmixingandthetemperatureinthetank.Thetemperaturemakesgreateffectonthevi

7、scosityofadhesive,andtheninfluencesthequalityofcompositematerials.Sotheresearchontheheattransferprocessinthetankhasgreatimportance.Thecharacteristicsoffourjacketswerecomparedfromthestandpointofheatefficiencyandmanufacturingcost.Resultsshowedthathalfcoilj

8、ackethasgreaterheattransfercoefficientandcouldenhancethebearingpressureofthetank.Thetotalheattransfercoefficientwascalculatedthroughtheoreticcalculationandexperiments.Provedbytheexperiment,thetotalheattransfercoefficientwa