热切造粒机头流场研究

论文摘要

随着国民经济的高速发展,塑料制品需求不断增长。塑料造粒为各种塑料制品的生产提供了重要的前期准备,在造粒挤出生产线中,造粒机头是其重要部件之一。以往,机头流道的设计多凭经验,带有一定的盲目性,试车、修模往往需要花费较长的时间和精力,造成人力、物力和财力的浪费。因此,本文针对造粒机头流道中的流场进行有限元模拟计算是一项非常有意义的工作。本文建立了年加工量为20万吨的聚丙烯大型热切造粒机头的数理模型和有限元模型,并利用专用的CFD软件POLYFLOW,对其流道中的流场进行了三维等温有限元模拟计算,得出了流场内的压力分布、速度分布和黏度分布。为了进一步研究热切造粒机头主要几何参数对其流道特性的影响,通过重新建立各几何参数改变后的数理模型和有限元模型,经模拟计算和分析研究,对机头模板预分配段的分配方式、分配段长度和模孔定型段长度进行了优选。本文还针对操作参数和物料性质对流道内压力场、速度场和黏度场的影响进行了分析研究。通过模拟计算并利用专业后处理软件FIELDVIEW和具有强大数据分析功能及绘图功能的EXCEL软件对模拟结果和计算数据进行了处理与分析,得出的结论对生产实际具有一定指导意义。

论文目录

• 学位论文数据集
• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 造粒机头的研究及取得的成果
• 1.2.1 典型造粒机头的结构
• 1.2.2 国内外热切造粒机头的研究成果
• 1.3 计算机辅助工程（CAE）技术
• 1.3.1 CAE技术简介
• 1.3.2 塑料成型机械CAE技术的发展现状及趋势
• 1.3.3 基于有限元的CFD分析软件—POLYFLOW
• 1.4 本论文研究的意义和目的
• 1.5 本论文研究的主要内容
• 第二章 热切造粒机头流场的数值模拟
• 2.1 前处理软件GAMBIT简介
• 2.2 流场分析模型的建立
• 2.2.1 数学模型
• 2.2.2 物理模型
• 2.2.3 有限元模型
• 2.3 计算结果分析
• 2.3.1 压力场分析
• 2.3.2 速度场分析
• 2.3.3 黏度场分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 机头流道几何要素对其流场的影响
• 3.1 模板预分配段的分配方式对流场的影响
• 3.1.1 模型的建立
• 3.1.2 模拟计算结果分析
• 3.1.2.1 压力场分析
• 3.1.2.2 速度场分析
• 3.1.2.3 黏度场分析
• 3.2 模板预分配段长度对流场的影响
• 3.2.1 模型的建立
• 3.2.2 计算结果分析
• 3.2.2.1 压力场分析
• 3.2.2.2 速度场分析
• 3.2.2.3 黏度场分析
• 3.3 模孔定型段长度对流场的影响
• 3.3.1 模型的建立
• 3.3.2 计算结果分析
• 3.3.2.1 压力场分析
• 3.3.2.2 速度场分析
• 3.3.2.3 黏度场分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 机头流量和物料性质对其流场的影响
• 4.1 机头流量对流场的影响
• 4.1.1 模型的建立
• 4.1.2 计算结果分析
• 4.1.2.1 压力场分析
• 4.1.2.2 速度场分析
• 4.1.2.3 黏度场分析
• 4.2 非牛顿指数对流场的影响
• 4.2.1 模型的建立
• 4.2.2 计算结果分析
• 4.2.2.1 压力场分析
• 4.2.2.2 速度场分析
• 4.2.2.3 黏度场分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 课题研究主要结论
• 5.2 本课题的主要贡献
• 5.3 遗留问题及前景展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 附件