【摘 要】
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双转子连续混炼机作为一种性能优良的混炼设备被广泛地应用于聚合物的混合改性中，对其混合特性的研究对于提高混合效果具有重要意义。本文采用数值模拟的方法，运用网格重叠技术
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双转子连续混炼机作为一种性能优良的混炼设备被广泛地应用于聚合物的混合改性中，对其混合特性的研究对于提高混合效果具有重要意义。本文采用数值模拟的方法，运用网格重叠技术，借助于粒子示踪分析(PTA)，对双转子连续混炼机混炼段的拟稳态流场进行了动态可视化模拟；借助于对粒子运动过程所经历的流场特性进行统计学分析，对双转子连续混炼机混炼段混炼流场的流动特性进行了分析与表征;设计建造了双转子连续混炼机可视化筒体；利用自行设计的可视化试验平台，采用静态可视化方法，对混炼过程中混炼流场的特性进行了试验研究。通过数值模拟和试验验证，进一步揭示了双转子连续混炼机的混炼特性，并得到以下几点结论和研究成果：
(1)随着转子转速的提高，物料所经受的最大剪切应力的累积概率分布值和最大拉伸速率的累积概率分布值以及整个混炼过程中所受的剪切应力都得到提高。这有利于作为示踪剂的炭黑团聚体的破碎和分散，使混炼段各位置上炭黑团聚体的尺寸大大减小，而且分布更加均匀。随着喂料量的增加，物料的停留时间变短，单位质量的物料在混炼流场中所经历的剪切速率大大降低，流场的分散混合能力下降。
(2)拟稳态流场的分析表明，随着转子的转动，流场中的压力、轴向速度呈周期性的变化，在第一个螺棱交汇点前后存在物料的返混现象。动态模拟结果表明，该返混现象只在转子处于某些特定的相位时才会出现，这样流场中就没有死角存在，更加有利于提高混炼的效果。
(3)通过对混合过程的动态可视化模拟，得出了粒子在混炼段的运动轨迹主要以“０”形或“∞”形为主，这有利于物料反复通过高剪切区和左右流道间物料交换，从而提高分散混合和分布混合的效果。
(4)设计出了用于可视化实验的双转子连续混炼机视窗可视化料筒，并申请了国家发明专利。
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