造粒模板流场和温度场的数值模拟

来源 :沈阳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tekken1981
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造粒模板的温度分布均衡对塑料造粒顺利进行起着关键的作用,均衡的温度分布使得各个造粒孔的温度分布均衡。如果熔融状态下的塑料物质在各个造粒孔中的温度相差不大,最终能够被顺利挤出完成造粒过程;如果模板的温度分布不均衡,就会造成造粒孔的温度相差过大,温度过高部分在物料被挤出造粒面时不能被充分冷却而成粘稠状,温度较低部分则使得物料不能顺畅流动,发生堵塞现象。本文采用计算流体力学的方法模拟了造粒模板的流场和温度场。研究了导热油入口压强对造粒模板流场和温度场分布的影响,对两种不同结构的造粒模板进行了对比分析,并研究了折流板在造粒模板中的应用,得出造粒模板结构对流场和温度场的影响作用。(1)单体造粒模板的研究表明:造粒模板温度场分布不均匀,随着入口压强(3.2MPa、4.0MPa、4.8MPa、5.6MPa、6.4MPa)的增大,流动速度有所增加,但是温度场的分布没有明显的改变。(2)连体造粒模板的流场和温度场分布不均匀,若小出口通道比较窄,小出口附近的流速偏低,温度也偏低;当把小出口的的宽度加大到10mm时,流场和温度场发生了变化,小出口附近的流速变大,温度也变高;减小小出口的宽度为8mm时,发现小出口附近的高温区域变小;当小出口宽度变为6mm和7mm时,小出口的流速略低于其他通道,但是温度分布基本均匀,最大温差不超过10K,而且在造粒孔的分布区域温差更小,基本能够满足顺利造粒的条件。(3)折流板对造粒模板的流场和温度场分布有重要影响,通过加折流板发现,在通道内加折流板可以减缓通道内的整体流速,使得流速降低。在小出口宽度为3.5mm的连体造粒模板和小出口为10mm的连体造粒模板内加折流板,都能够有效减小通道内流速,使得整个通道内的流速趋于均匀,最终得到均匀的温度分布。(4)造粒模板在造粒过程中,流场的均匀性和温度差的均匀性基本是一致的。我们可以通过改善通道内的流速分布,改变温度的分布,从而提高造粒模板造粒的造粒效率。本文的模拟结果经过了实验验证,证明了研究方法的正确性。其研究结果对造粒模板更深入的研究具有一定的指导意义。
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