4WS型转子密炼机气液两相流场分析

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.03.010

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (3): 67-73.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.03.010

4WS型转子密炼机气液两相流场分析

韩博宏, 何延东()

辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺 113001

收稿日期:2020-06-24 出版日期:2021-03-26 发布日期:2021-03-22
基金资助:
辽宁省自然科学基金项目(2019-ZD-0061)

Analysis of Gas⁃Liquid Two⁃phase Flow Field of 4WS Rotor Internal Mixer

HAN Bohong, HE Yandong()

School of Mechanical Engineering，Liaoning Shihua University，Fushun 113001，China

Received:2020-06-24 Online:2021-03-26 Published:2021-03-22
Contact: HE Yandong E-mail:57424824@qq.com

摘要/Abstract

摘要：

采用瞬态计算方法与滑移网格技术，对4WS型密炼机流场全填充条件与气液两相条件进行对比分析。结果表明，全填充条件下，流场的最大速度以及最大剪切速率均位于转子棱顶位置，压力最大正压位于转子推进区，最大负压出现在背压区，转子棱顶掠过部位具有较高的混合指数，背压区混合指数最低；气液两相条件下，胶料流出两侧密炼室时几乎没有扩散流动，速度与剪切速率最大位置不仅位于转子棱顶，还存在于两侧密炼室内胶料相与空气相交界面处，左右密炼室胶料群内具有较高的混合指数，且没有明显分布规律。

关键词: 密炼机, 气液两相, 对比分析, 混合指数, 剪切速率

Abstract:

A transient calculation method and a slip grid technique were employed to compare and analyze the full filling condition of flow field and the gas-liquid two-phase condition of 4WS mixer. The maximum velocity and shear rate of the flow field were found to be located at the top of the rotor edge in the full filling condition. Meanwhile， the maximum positive and negative pressures were located at the rotor propulsion area and the back pressure area， respectively. There was almost no diffusion flow in the gas-liquid two-phase condition when rubber flowed out of the mixing chamber on both sides. The position at maximum velocity and shear rate was not only located at the top of the rotor edge but also at the intersection interface between the rubber phase and air in the mixing chamber on both sides. The mixing index of the rubber group in the left and right mixing Chambers was relatively high. However， there was no obvious distribution law observed.

Key words: internal mixer, gas-liquid two-phase, comparative analysis, mixing index, shear rate

中图分类号:

TQ320.5

韩博宏, 何延东. 4WS型转子密炼机气液两相流场分析[J]. 中国塑料, 2021, 35(3): 67-73.

HAN Bohong, HE Yandong. Analysis of Gas⁃Liquid Two⁃phase Flow Field of 4WS Rotor Internal Mixer[J]. China Plastics, 2021, 35(3): 67-73.

图/表 13

图1 流场网格模型

Fig.1 Flow field mesh model

图2 截面示意图

Fig.2 Schematic diagram of the rotor section

图3 胶料初始位置

Fig.3 Initial position of the rubber

图4 不同时刻不同截面相体积分数云图

Fig.4 Diagram of phase volume fractions of different cross?sections at different moments

图5 密炼室不同截面体积分数

Fig.5 Volume fraction of different cross sections of the chamber

图6 气液两相1 s时各截面压力云图

Fig.6 Pressure diagram of each section for 1 s under gas?liquid two phase

图7 全填充1 s时各截面压力云图

Fig.7 Pressure diagram of each cross?section for 1 s under full filling

图8 气液两相下1 s时各截面速度云图

Fig.8 Velocity diagram of each section for 1s under gas?liquid two phase

图9 全填充1s时各截面速度云图

Fig.9 Velocity diagram of each cross?section for 1 s under full filling

图10 气液两相下1s时各截面剪切速率云图

Fig.10 Shear rate neaps of various sections for 1 s under gas?liquid two?phase

图11 全填充1 s时各截面剪切速率云图

Fig.11 Shear rate diagram of each cross?section for 1 s under full filling

图12 气液两相下1 s时各截面混合指数云图

Fig.12 Diagram of mixed exponent of each section for 1 s under gas?liquid two phase

图13 全填充1 s时各截面混合指数云图

Fig.13 Mixing index diagram for each cross?section for 1 s under full filling

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Analysis of Gas⁃Liquid Two⁃phase Flow Field of 4WS Rotor Internal Mixer

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