聚合物在擠出加工過程中的傳熱及流動特性研究.pdf

1、本文對高分子聚合物在擠出加工過程中的傳熱及流動特性進行了理論分析、數(shù)值計算及實驗研究。首次采用準(zhǔn)三維模型并考慮溫度場—剪切速率--表觀粘度耦合效應(yīng)，求得了混煉膠（橡膠與多種添加劑的混合物）在擠出機螺槽中的溫度分布及速度分布，并得到了混煉膠與機筒內(nèi)壁之間的對流換熱系數(shù)。數(shù)值計算結(jié)果與實驗實測值能夠良好地吻合，從而較真實地揭示了流態(tài)聚合物這類高粘非牛頓流體在擠出加工過程中的傳熱及流動規(guī)律。同時，對多種混煉膠的流變特性、比熱及導(dǎo)熱系數(shù)特性進行

2、了實驗研究，得到了膠料表觀粘度—剪切速率、比熱—溫度及導(dǎo)熱系數(shù)—溫度關(guān)聯(lián)式。最后，利用本文的實驗結(jié)果及作者最近研制的強化傳熱元件，對擠出機溫控裝置的結(jié)構(gòu)提出了改進措施。理論分析、數(shù)值計算及實驗結(jié)果均表明，橡膠混煉物這類高粘非牛頓流體的換熱及流動特性與低粘牛頓流體有著本質(zhì)的區(qū)別。首先，混煉膠達到一定溫度后，雖然呈流體特征，但仍然具有固體外貌，因此，粘度大、流動困難，往往呈明顯的層流狀態(tài)，其導(dǎo)熱對傳熱過程有重要影響。其次，摩擦生熱會很快將