Cam转子密炼机混沌混合特性影响因素分析.pdf

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1、塑料工业第43卷第l期·58·CHINAPLASTICSINDUSTRY2015年1月Cam转子密炼机混沌混合特性影响因素分析陈立，程志飞，李维恒，朱向哲，何延东(1．辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺113001；2．廊坊中油朗威工程项目管理有限公司，河北廊坊065000)摘要：建立了Cam转子密炼机二维流动有限元模型，采用网格重叠技术，对密炼机瞬态混炼流场进行了数值模拟。在此基础上，结合Poincar6截面、平均对数线拉伸、Lyapunov指数等参数对混沌混合进行定性及定量表征；研究了转子中心距、初始相位角及转速等因素对Cam转子密炼机流体混沌混合强度的影响。结果表明

2、，转子中心距、初始相位角及转速等因素直接影响混炼流场的混沌混合强度；增大转子中心距、改变初始相位角、提高转速等方法可强化混炼过程的混沌混合，提高流体的混合效率。关键词：Cam转子密炼机；混沌混合；Poincar6截面；Lyapunov指数DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2015．01．014中图分类号：TQ320．671文献标识码：A文章编号：1005—5770(2015)0l一0058—05AnalysisofEfectsFactorsonChaoticMixingCharacteristicsofInternalBatchMixerwithCam

3、RotorsCHENLi，CHENGZhi。fei，LIWei—heng，ZHUXiang—zhe，HEYan—dong(1．SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity，Fushun113001，China；2．ChinaPetroleumLongwayEngineeringProjectManagementCo．Ltd．，Langfang065000，China)Abstract：The2DfiniteelementmodelofaninternalmixerwithCamrotorswasestablish

4、edbythemeshsuperpositiontechniquetosimulatethetransientflowfieldofthemixer．Basedonthevelocitydistributions，thechaoticmixingwasevaluatedqualitativelyorquantitativelybyPoincar6section，meanlogarithmoflinestretchandLyapunovexponents．Theeffectsofrotorcenterdistances，theinitialphaseanglesandrotat

5、ionalspeedsonchaoticmixingstrengthsintheCamrotormixerwerestudied．Theresultsshowedthattherotorcenterdistance，theinitialphaseangle，thespeedandotherfactorshadagreatinfluenceonchaoticmixingstrength．Thechaoticmixingwasstrengthed，andthemixingeficiencywasincreasedeffectivelybyincreasingthecenterdi

6、stance，changingtheinitialphaseangle，increasingrotationalspeed．Keywords：InternalMixerwithCamRotors；ChaoticMixing；Poincar6Section；LyapunovExponentCam转子密炼机具有高剪切、高分散作用，广本文采用Polyflow软件的网格重叠技术对Cam转泛应用于高分子加工业。目前国内外对Cam转子密子密炼机流体的瞬态流场进行了数值模拟。利用炼机流体的研究主要集中在流场分析以及线性混合效Poincar6截面、Lyapunov指数及平均对数线拉伸等混率研

7、究¨I2。近年来，随着非线性理论在流体力学沌混合参数进行表征。分析了转子初始相位角、转速中的快速发展，人们试图利用非线性混沌理论对混炼以及转子形状等因素对流体混沌混合强度的影响。为机理进行分析和表征E3-6]。转子系统是密炼机的核密炼机转子系统的设计和优化提供了一定的理论心部件，转子的截面形状、几何尺寸、转动速度以及参考。两转子的初始位置关系等对密炼机流体的混沌混合机1理论模型理产生较大的影响。然而，目前对于密炼机流体混沌1．1几何模型和有限元模型混合的强化机理研究相对较少。Cam转子具有单头凸棱，如图