氯磺化聚乙烯脱挥射流喷嘴的结构设计与优化.pdf

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1、现代塑料加工应用20l3年第25卷第1期MODERNPIASTICSPROCESSINGANDAPPLICATI()NS氯磺化聚乙烯脱挥射流喷嘴的结构设计与优化白雪峰谢林生夏平马玉录刘柏平(华东理工大学，上海，200237)摘耍：提出了一种应用于氯磺化聚乙烯(CSPE)~L液脱挥的射流喷嘴结构，通过实际试验和Fluent软件数值模拟相结合的方法，分析了影响CSPE脱挥效果的主要因素。结果表明，在一定范围内，随着射流喷嘴入射角和扩压角的增大，CSPE乳液受到的剪切作用力和挤压作用力越大，最终CSPE产

2、品中低挥发组分含量越低，脱挥的效果越好。关键词：射流喷嘴氯磺化聚乙烯脱挥数值模拟分析StructureDesignandOptimizationofJetNozzleUsedinChlorosulfonatedPolyethyleneBaiXuefengXieLinshengXiaPingMaYuluLiuBaiping(EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai，200237)Abstract：AJetnozzleforapplicatio

3、ntoemulsiondevolatilizatianofch1orosulfonatedpolyethylene(CSPE)wasputforward．TheeffectsofmainfactorsonCSPEdevolatiliza—tioneffectwereanalysedboththroughexperimentsandFluentsoftwarenumericalsimu一1ation．Theresultsshowthatinacertainrange．shearforceandextr

4、usionforceofCSPEemulsionareimprovedwithincreaseoftheincidenceangleanddiffuserangleofthejetnozzle．ThelessthecontentoflowvolatilecomponentinCSPEis，thebetterthedevolatilizationefficiencycanbe．Keywords：Jetnozzle；chlorosulfonatedpolyethylene；devolatIlizatio

5、n；numericalsimulationanalysis氯磺化聚乙烯(CSPE)是低密度聚乙烯或高性能。密度聚乙烯经氯化及磺酰化反应而制得，具有卓越的耐氧化、耐臭氧、耐气候老化等性质，广泛应1射流喷嘴的设计用于高分子材料的复合及改性方面。1952年首先由美国杜邦公司实现了CSPE的工业化生产，射流喷嘴的设计主要目的提高水流对商品牌号Hypalon(海帕隆)。中国石油吉林石CSPE乳液的剪切和挤压作用。华东理工大学化公司电石厂CSPE工艺技术，是目前国内唯一初步开发设计的射流喷嘴结构如图1所示。其自

6、主开发、具有自主知识产权的工艺技术。目前中2个入水口通道位于CSPE乳液入料口通道CSPE的生产通常采用溶剂法，即采用四氯化碳两侧，构成三通道射流喷嘴。这样不仅可以提高(CC1)做溶剂。因此，乳液的脱挥效果是影响水流对CSPE乳液的剪切挤压作用，同时也会减CSPE产品质量与生产成本的关键。小CSPE分散的时间和空间。入水通道和本研究在初步设计出射流喷嘴结构的基础收稿日期：2012—09—04；修改稿收到日期：2012-11-17。上，采用数值模拟和试验分析的方法来研究射流作者简介：白雪峰，华东理工大

7、学化学工艺专业在读博士，喷嘴结构中的入射角和扩压角对CSPE产品中主要研究方向为高分子材料合成及加工。E—mail：jh—baixf低挥发组分(主要是CC1)含量的影响，从而对@petrochina．corn．cn。射流喷嘴结构进行优化选择，提高喷嘴工作*通信联系人，Email：clxw@ecust．edu．cn。白雪峰等．氯磺化聚乙烯脱挥射流喷嘴的结构设计与优化CSPE入料通道之间的角度(入射角)的大小直留时间，提高生产效率。接影响水流对乳液的剪切和挤压作用力，同时也决定了混合腔容积的大小引。为此

8、设计3O。，2射流喷嘴模型45。，6O。，9O。4种入射角，来研究其对射流喷嘴工作性能的影响。2．1数学模型为研究的方便，提出以下基本假设：1)射流喷嘴内被水和CSPE完全充满，且乳液与水均视为牛顿流体；2)黏性系数为常数；3)射流喷嘴内壁为理想壁面，无滑移，绝热。除了流体流动的基本连续性方程和N-S方程外，湍流模型选用标准肛e(愚为流体湍流量，￡为流体湍动耗散率)模型。2．2物理模型及边界条件图1射流喷嘴结构示意在不改变射流喷嘴内部流场特性的前提下，1，2一入水口；