Page 124 - 《橡塑技术与装备》2017年5期（3月橡胶）

橡塑技术与装备（橡胶） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (Rubber)

鼓式硫化机表面温度特性的数值

分析

Numerical analysis of drum curing press’s surface temperature
characteristics

朱俊良，吕伟，徐建荣
( 无锡双象橡塑机械有限公司 , 江苏 无锡 214145)

摘要 ： 采用大型有限元软件 Anasys 的 Fluent 模块对鼓式硫化机硫化滚筒进行了传热模拟分析，研究了不同参数对滚筒表面
温度的影响。结果表明滚筒表面温度不均匀程度随硫化时间的增加，先增大后降低，逐渐趋于零，并且随导热介质流速的增加，
滚筒表面温度稳定时间缩短。
关键词 ： 鼓式硫化机 ；传热模拟 ；流速 ；表面温度
中图分类号 ： TQ330.47 文章编号 ： 1009-797X(2017)05-0056-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2017.05.012

橡胶硫化是橡胶制品生产中非常重要的工序，硫
连续性方程 :
化过程控制的好坏直接关系到橡胶制品质量、能源消
耗、生产效率等因素的改善 [1] 。鼓式硫化机能连续生产， ρ ∂ + ∂ (ρu ) 0 (1)
=
∂t ∂x i i
可以避免平板硫化在制品机接头处二次硫化现象，制
动量方程 :
品性能稳定、外观质量好，生产效率高，生产能力大， ∂ )  ∂u 
∂
j
i
+
i
已逐渐受到市场青睐 [2~3] 。目前，硫化过程中时间和 (ρu u j + ∂ (ρu u j ) = ( µ  ∂u ) − 2 µ ∂u k  − ∂P
i
∂t ∂x i ∂x j   ∂x j ∂x i 3 ∂x k   ∂x i
压力已可以实现精确控制，温度的控制成为提高制品
(ρu u
∂
i
质量的关键 [4] 。温度不均匀会使橡胶制品在硫化过程 j ) + ∂ = ∂  ( µ  ∂u i + ∂u j ) − 2 µ ∂u k   − ∂P (2)
(ρu u
)
∂t ∂x i j ∂x ∂x ∂x 3 ∂x ∂x
中局部出现欠硫或过硫现象，导致制品的强度不均匀， i j   j i k   i
严重影响制品的综合性能和使用寿命。运用 Anasys
能量方程 :
的 Fluent 模块对鼓式硫化机滚筒的传热过程进行数值
(ρu c T ) ∂ ∂ ∂T ∂u  ∂u ∂u 2 ∂u 
∂
模拟，分析传热过程中相关工艺参数对传热过程的影 i p + (ρu c T ) = (k ) + i ( µ  i + j ) − µ k δ 
∂t ∂x i p ∂x ∂x ∂   ∂x ∂x 3 ∂x ij  
x
响，有利于改进硫化工艺，提高硫化质量。 i i i i j i k
∂
(ρu c T ) + ∂ (ρu c T ) = + ∂u i  ( µ  ∂u i + ∂u j ) − 2 ∂u k δ  (3)

∂T
∂
i p
(k
µ
)
x
1 温度特性的数值分析方法 ∂t ∂x i i p ∂x i ∂x i ∂   ∂x j ∂x i 3 ∂x k ij  
i
1.1 控制方程 1.12 固体侧
导热介质在流动过程中受物理守恒定律的支配， ∂ (ρu c T ) ∂ ∂T
i p
= (k ) (4)
必须要满足其各种流动定律 [5] ，流体侧的流动及传热 ∂t ∂x i ∂x i
方程（纳维 - 斯托克斯方程）以及固体侧的导热方程
如下，液固结交面采用耦合边界条件，保证界面热量 作者简介 ：朱俊良，男，1987 年 7 月毕业于江苏广播电视
耦合传递 [4] 。 大学无锡分校机械设计与制造专业，三十年来主要从事大规格
压延机、大型鼓式硫化机及大型开炼机的研发工作。
1.1.1 流体侧
收稿日期 ：2016-10-09
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·56· 第 43 卷 第 期