Page 114 - 《橡塑技术与装备》2022年1期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

图 3 销钉、机筒与螺杆配合结构 图 5 机筒结构内部物料模型示意图
取螺杆直径为 Φ130 mm, 螺槽深度 9.75 mm，物
2 仿真求解过程 料模型螺杆长度截取为 162 mm，且螺杆根部圆角忽
运用 FLUENT 软件进行分析，其求解过程 [1] 如
略不计。螺杆两端分别加有 20 mm 的缓冲区，模型总
图 4 所示。
长 202 mm（z 轴方向），高度 121 mm（y 轴方向），
宽度 65.5 mm（x 轴方向）。坐标原点位于下方螺杆中
心轴右端位置。
在进行模型计算之前，在 GAMBIT 中进行前处理，
分别对对称销钉机筒结构、非对称销钉机筒结构内部
流体的三维模型进行网格划分，采用四面体网格，步
长 2，网格数分别为 496 231，514 429，513 213。其
中非对称销钉机筒内部流体网格如图 6 所示。

图 6 非对称销钉机筒结构流体模型网格
物料参数 ：胶料为非牛顿流体，其表现黏度与所
受剪切速率有关，其中不考虑温度对黏度的影响，黏度系
3[2]
数 μ 0 =115 kPa . s，非牛顿指数 n=0.1，密度 ρ=925 kg/m 。
边界条件 ：机筒内壁为固定壁面，流体与边界壁
图 4 FLUENT 分析流程图 面间无滑移。螺杆表面为旋转壁面，双螺杆转速均为
4 rad/s（绝对速度）。图 5 中右端设置为压力进口，压
本文重点研究其结构性对销钉机筒内部流场分布
力值为 0，左端设置为压力出口，压力值为 1 MPa。
的影响，从而对挤出机挤出段的工作性能进行讨论。
计算模型与算法选择 ：流体为定常流动，采用稳
因此，在不影响分析结果的情况下，对现有三维模型
态模型进行计算。由于流体黏度大，因此采用层流模
适当进行简化处理，GAMBIT 中流体模型如图 5。
型。计算过程中不考虑温度因素，不计算能量方程。

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