微型锥形双螺杆挤出机混合性能的数值模拟

徐俊杰¹，张先明¹，陈文兴¹，冯连芳²

1. 浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室2. 浙江大学化学工程国家重点实验室化学工程与生物工程学系

摘 要：微型锥形双螺杆挤出机(MCTSE)越来越多地应用于新型聚合物纳米复合材料的制备,但对其共混过程的理论研究相对较少。文中首先数值模拟MCTSE挤出聚丙烯(PP)熔体的过程,考察了加工参数和螺杆构型对MCTSE输送能力和沿着轴向平均压力分布的影响。研究表明,螺杆转速和螺距的增加均有利于提高熔体输送能力,沿着螺杆挤出方向,平均压力是先增加后减小。由求解得到速度场的时间积分获得粒子从入口到出口的运动轨迹,统计结果表明,MCTSE的螺杆结构有利于改变剪切或拉伸流动形态,螺杆转速更有利于调控停留时间分布(RTD)。文中采用的数值模拟方法可以点对点分析MCTSE内高聚物熔体沿着轴向流动的分散、分布和轴向混合特征。

关键词：微型锥形双螺杆挤出机;混合指数;停留时间分布;