非啮合多过程元件(Non-Intermeshing Multi-Process Element)及其螺杆组合的出现是为了能在一台装有熔体齿轮泵的啮合同向双螺杆挤出机上一次完成无机填料与聚合物的混合、挤出和成型。为了深入了解这种螺杆元件及其组合的性能,本文首先应用啮合同向双螺杆几何学设计研制出 NI-MPE 元件及下游的浅开槽啮合反向螺纹元件,并用 ANSYS 有限元软件对全充满状态下的包括 NI-MPE 元件螺杆组合和包括非啮合常规螺纹元件螺杆组合的熔体输送段的流场进行了三维等温非牛顿模拟,得出了两个组合流道的压力场、速度场和粘度场,通过后处理程序计算出两组合流道流场的流量、回流系数、剪切速率和剪切应力,并进行了比较。本文还分析了各主要参数对包括 NI-MPE 元件组合流道的输送特性和混合能力的影响。最后本文对包括 NI-MPE 元件螺杆组合的流场模拟计算结果进行了一系列的实验研究。实验结果表明用 ANSYS 有限元软件模拟双螺杆挤出机流场的方法可行,得到的结果可靠;应用包括 NI-MPE 元件的螺杆组合能一次完成聚合物的填充改性和挤出过程。