论文部分内容阅读
双螺杆混合挤出炸药是当今炸药混合方向的一个研究热点,啮合型同向双螺杆挤出机不仅具有工艺安全性高、柔性连续化生产、绿色环保等优点而且能够提供高的分散混合能力,本文以四种经典炸药模拟料为研究对象,对四种模拟料在8种不同规格的计量段螺杆元件进行流场模拟分析,并以2号料为研究对象对7种计量段的螺杆组合进行了云计算数值模拟分析,得出一种混合效果最好的螺杆组合。本文首先利用转子流变仪对四种模拟料的流变特性进行了研究分析,并得出能够表征四种模拟料的流变特性的本构方程。以四种炸药模拟料为研究对象,分别采用有限元法对本课题中所涉及的螺纹元件和捏合块元件的三维等温流场进行了模拟分析,得出了不同种物料与各个螺杆元件的压力场、剪切场、拉伸场以及混合流场,并分别对每个元件与不同种模拟料所形成的混合流场进行统计分析,给出各个元件对不同种模拟料的分散、分布能力的评价。为获得不同种螺杆组合计量段的整体混合能力,本文中以2号模拟料为研究对象,通过云计算平台对7种不同计量段的螺杆组合与2号料相互作用的流场进行有限元数值模拟;同时对混合流场进行统计分析,给出各个螺杆组合对2号料的分散、分布能力的评价。数值模拟分析结果表明:在本文中所设计的螺杆元件中,左旋的螺纹元件所提供的剪切作用最强,大导程的螺纹元件拉伸作用高,小导程的螺纹元件建压能力强;捏合盘宽的捏合块元件拉伸作用和剪切作用最强,反向的捏合块元件拉伸作用最差。实验研究表明,实验所得混合元件对于四种炸药模拟料的分散混合能力对比关系与模拟分析结果基本一致,7号计量段的螺杆组合对2号物料的综合混合能力最好,模拟分析与实验结果一致。证明本文中所采用的数值模拟分析方法可以用于根据不同炸药的感度所需要的分散混合能力来选择相应的螺杆元件和螺杆组合,还可以用于设计新型混合元件设计并对其混合分散能力进行了分析。