啮合同向双螺杆挤出机以其积木式结构带来的多变性和适应性以及优异的混合性能,在成型、共混、改性、反应挤出等聚合物加工过程中得到了广泛应用。同向双螺杆挤出机的挤出过程一般包括固体输送、熔融、排气、熔体输送等阶段,熔体输送段螺杆的输送特性和混合特性直接影响其生产能力的大小和产品的质量。本文运用数值模拟和实验研究相结合的方法,对啮合同向双螺杆熔体输送段螺杆的参数设计方法和若干理论问题进行了研究,为螺杆参数的设计提供了若干理论依据。本文总结出基于螺杆端面曲线和基于螺杆轴向螺槽曲线的螺杆元件常用的两种三维建模方法,灵活运用这两种方法可以对任意形状的螺杆元件进行建模。运用相似放大方法,采用“大型机模拟-相似放大-小型机模拟-小型机实验”的方法为大型造粒挤出机的设计提供理论依据。用几何相似确定螺杆构型和机筒组合；按容积相似放大计算产量；用平均剪切速率相似放大确定螺杆转速。在相似放大过程中,采用流场模拟计算平均剪切速率的大小来进行剪切速率相似放大确定螺杆转速,根据产量用容积输送效率来计算螺杆直径等几何参数。理论最大容积输送效率的大小能表征出元件的正位移输送能力的强弱；用模拟的方法求出元件流道的压差流量关系进而求出理论最大容积输送效率；大型啮合同向双螺杆挤出机的设计产量对应的容积输送效率一般在10%～20%。本文探索了螺杆元件的建压能力及充满长度预测方法,数值模拟和实验结果表明：元件组合的建压能力近似等于单个元件的建压能力之和。并可用模拟计算建压能力的方法和实验方法来预测螺杆充满长度,为熔体输送段螺杆建压元件的类型和长度的选择和分析提供了理论依据。用流场模拟和实验研究的方法研究了SME元件的混合特点及其最佳的螺杆组合方式：SME元件由于其螺棱上开有反向沟槽,回流量较大分布混合能力较强,是一个比较好的分布混合元件；熔体输送段采用SME元件的螺杆组合分布混合效果好,放置在螺杆的头部时回流量最大,分布混合能力最强。运用数值模拟计算方法对螺杆轴向力和扭矩进行了理论计算,并通过实验方法对螺杆轴向力进行了实验研究,为螺杆设计提供了理论依据。实验表明,螺杆轴向力由机头静压力和附加轴向力组成。并通过实验测得的螺杆轴向推力与机头静压力之间的比例关系。