水下模板造粒成型過程的理論分析及擴展應用研究.pdf

1、隨著世界范圍內(nèi)石油化工行業(yè)的飛速發(fā)展，國際市場中的聚丙烯、聚乙烯類聚合物的需求越來越大，這就需要具備高產(chǎn)能、性價比高的造粒設備。造粒模板對大型水下切粒設備中粒料產(chǎn)品的成型質(zhì)量起到了重要的因素。
　　 模板在受到內(nèi)部聚合物的擠壓，導熱油的加熱以及切粒面冷卻的作用下，整個模板的應力、變形對模板的壽命、表面變形、造粒質(zhì)量、切刀壽命都會產(chǎn)生嚴重影響。模板內(nèi)部的?？讛?shù)量繁多導致了其內(nèi)部聚合物的流場不均勻，這是影響顆粒產(chǎn)品長短的主要因素。模

2、板在受到多重物理場的作用下，其內(nèi)部的溫度場很復雜，溫度場的不穩(wěn)定會對聚合物的凝固產(chǎn)生影響，聚合物的凝固會影響擠出顆粒的直徑大小，嚴重時造成模孔的堵塞。因此，模板應力和變形、擠出均勻性、聚合物在模板中的凝固研究對擠出造粒成型有著很大的指導意義。本文以三維建模分析的手段對模板受力、聚合物流動、導熱油流動、模板溫度場進行了研究。主要研究內(nèi)容如下:
　　 1、建立模板的三維模型，使用ANSYS中的傳熱模塊Fluent和靜力分析模塊Sta

3、tic structural，分別從模板設計的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況參數(shù)兩方面對模板進行熱固耦合計算。模板溫度的上升會造成較大的熱膨脹，模板溫度場的不均勻性使切粒面產(chǎn)生較大的應力集中;模板在單獨受到預緊力、聚合物壓力、導熱油壓力時，應力變形較小，但也會在切粒面產(chǎn)生應力集中，最終導致模板在切粒面的應力最大，在模板邊緣處的變形最大;預緊力和導熱油的溫度會對模板應力和變形的大小產(chǎn)生主要影響，擠出?？椎闹睆?、導熱油流道的截面積對模板的應力和變形相對較小

4、;
　　 2、使用有限元分析軟件Fluent對聚合物各?？讛D出速度進行數(shù)值模擬，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡與最優(yōu)化設計理論相結(jié)合，得出模板模孔定形段長度設計規(guī)律。當定形段長度一致時，各模孔流速在模板中間位置流速最大，?？讛D出流速分布呈現(xiàn)開口向下拋物線規(guī)律;經(jīng)過BP神經(jīng)網(wǎng)絡優(yōu)化計算，當?？讛D出流速均勻一致時，?？锥ㄐ味伍L度分布呈現(xiàn)開口向上的拋物線規(guī)律;
　　 3、對擠出模板各種常見異常工況的產(chǎn)生原因和工況條件變化對模板溫度和造粒質(zhì)量