三螺杆挤出机固体输送理论的实验研究解析

《三螺杆挤出机固体输送理论的实验研究解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、三螺杆挤出机固体输送理论的实验研究*何和智，赵耀，董国庆，石保虎(华南理工大学聚合物新型成型装备国家工程研究中心，聚合物成型加工工程教育部重点实验室，广东广州510641)摘要:本文首先研究了啮合区固体输送，得到了啮合区的固体输送率，再通过建立非啮合区的非塞流固体输送物理模型，运用虚功原理得到了固体输送的数学模型。以三层模型为例对非塞流固体输送模型进行了求解，求得螺槽中物料层的平均速度，进而得到非啮合区的固体输送率。通过引入转化系数，将啮合区转化为非啮合区，从而将啮合区和非啮合区的固体输送统一为非

2、塞流输送，并得到了转化后的等效螺槽充满度和固体输送率，建立了三螺杆挤出机的固体输送理论，采用粒料(LDPE)和粉料(PP)进行实验验证所建立的固体输送理论并对固体输送的影响因素进行了研究。关键词:三螺杆挤出机；固体输送理论；正位移输送；非塞流；产量ResearchonSolidConveyingTheoryofTri-screwExtruderHEHe-zhiZHAOYaoDONGGuo-qingSHIBao-hu（NationalEngineeringResearchCenterofNovelE

3、quipmentforPolymerProcessing，KeyLaboratoryofPolymerProcessingEngineeringofMinistryofEducation，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou，510641）Abstract:Inthispaper,theintermeshingregionwasstudiedfirstandthroughputwasobtained.Thenphysicalmodelofnon-pl

4、ugsolidconveyinginthenon-intermeshingregionwasestablishedandmathematicalmodelwasobtainedbytheuseofvirtualworkprinciple.Solidconveying efficiencyinthenon-intermeshingregionwasobtainedviasolvingthree-layermodelofnon-plugsolidconveyingandgettingaverageve

5、locityofmaterial.Byintroducingtransformationcoefficient,theintermeshingregionwasturnedintonon-intermeshingregion,thussolidconveyingintheintermeshingregionandnon-intermeshingregionwasintegratedintonon-plugsolidconveying,equivalent screwchannelfillratio

6、andsolidconveying efficiencywereobtained.Solidconveyingoftri-screwextruderwasconsistofthese.Someexperimentsweredonewithparticulatematerial(LDPE)and powdermaterial(PP)inordertoverifysolidconveyingtheoryestablishedandstudytheinfluencingfactorsofsolidcon

7、veying.Keywords:Tri-screwextruder;Solidconveyingtheory;Positivedisplacementconveying;Non-plugflow;Throughput三螺杆挤出机塑化、熔融、混合的能力优异，尤其适合于多相多体系物料的共混改性和挤出成型。同时，啮合区的增加使得螺杆的碾压剪切面积成倍增加，因而可对物料形成更为高效的剪切、挤压、揉捏作用[1]。经典的固体输送理论是达涅耳(Darnell)和莫耳(Mol)提出的Darnell-Mol理论，该

8、理论是以固体对固体摩擦的静力平衡为基础，将固体输送段中的物料看成是密实的无内形变的固体塞。Tadmor等[2,3,4]对经典的固体输送理论作了进一步的完善，并考虑了物料密度和螺槽深度对固体输送的影响。Darnell-Mol理论和Tedder理论认为，单螺杆挤出机固体输送的性能是由物料与机筒和螺杆之间的摩擦性能决定的。而Chung[5]则认为固体床周围的熔体产生的粘性牵附力决定了固体输送的性能。房士增等[6]提出了非塞流固体输送理论。朱复华等[7,8]进一步提出单螺杆挤出的非塞流固体