双螺杆挤出机论文ZSK300型双螺杆挤压造粒机组扩能改造方法的研究

双螺杆挤出机论文：ZSK300型双螺杆挤压造粒机组扩能改造方法的研究【中文摘要】在石化企业大型挤压造粒机组中,通常采用双螺杆挤压造粒机组实现对合成树脂的造粒。企业为了适应市场需求不断提高产能,需要对现有设备进行技术创新,提高设备的利用率以及合成树脂的产量和品质。所以,现有设备的技术改造对提高造粒机组的产量和工艺适应性有重大的现实意义和经济效益。本文基于混炼能量等效原理对双螺杆挤压造粒机组扩能改造方法进行研究,利用比能耗理论对造粒机组进行能效分析；采用有限元分析软件POLYFLOW对双螺杆挤出机的混炼段进行三维非等温流动数值模拟及统计学分析,并借助平均解聚功和修正Lyapunov指数等参量评价混炼流场的混合特性；讨论了产量、熔融指数与捏合块错位角、厚度以及混炼段长度之间的关系。通过对模拟和实验结果的分析,得出以下几点结论：(1)调整捏合块的几何结构(如错位角、厚度)和混炼段的长度是双螺杆挤压造粒机组扩能改造的方法之一。(2)在产量一定的条件下,错位角越大、捏合盘厚度越小,分布混合效果越好；捏合盘的厚度越大对分散混合越有利。(3)当产量提高15%时,模拟和实验结果表明,通过增加两个捏合盘可以使最终混炼效果与提高产量前等效。(4)熔融指数对混炼效果的影响与螺杆结构有很大关系,对于熔融指数较小的物料,可以通过加长混炼段来延长物料混炼时间,或者增加宽度较小的捏合盘来改变混炼流场的分布,从而改善分散和分布混合效果。(5)从混炼机能量利用率,过滤网和模板温度控制等方面提出扩能降耗的运行措施。【英文摘要】Twin-screwextrusiongranulatorwasusuallyusedtoachievethesyntheticresingranulationinthepetrochemicalunit.Forthepurposeofincreasingtheproductioncapacitytomeetmarketdemand,itisnecessarytoinnovatethetechnology,improvetheequipment,increasetheoutputandqualityofsyntheticresin.Therefore,inordertoimprovetheproductionoutputandprocessadaptability,capacityexpansionofexistingequipmentisofgreatpracticalsignificanceandeconomicbenefits.Inthispaper,thecapacityexpansionmethodoftwinscrewextruderwasstudiedbasedontheenergyequivalenceprinciple.Specificenergyconsumptionwasemployedfortheanalysisofenergyefficiencyofthegranulationunit.ThefiniteelementanalysissoftwarePOLYFLOWwasadoptedtosimulatethree-dimensionalnon-isothermalflowfieldinthemixingsectionoftwin-screwextruder.Themixingcharacteristicswereevaluatedbytheparametersofaveragedeagglomeratingenergy,themodifiedLyapunovindex,andsoon.Therelationshipbetweenproductionoutput,meltindex,staggerangle,discwidthandlengthofthemixingsectionwasdiscussed.Basedontheanalysisandexperiments,themainconclusionsaremadeasfollows:(1)Toadjustthegeometryofkneadingblock(suchasstaggerangleanddiscwidth)andthelengthofmixingsectionisoneofthemethodswhichstudythecapacityexpansionoftwin-screwextrusiongranulatorunit.(2)Smalldiscwidthandlargestaggerangleprovidegooddistributivemixingperformancewhentheproductionoutputisconstant.Thebiggerthediscwidthis,thebettertheeffectofdispersivemixingwillbe.(3)Theanalysisresultsshowthatthesatisfiedmixingperformancecanbeobtainedbyaddingtwodiscsatthemixingsectionwhentheproductionoutputincreases15%.(4)Theinfluenceofmeltindexonmixingperformancehasaclosedrelationshipwiththescrewstructure.Forthesmallmeltindex,mixingsectionlengthcanbelengthenedtoextendthemixingtime,ortoaddthesmallerwidthdisktochangethemixingflowfield.(5)Themeasuresofcapacityexpansionandenergyconsumptiondecreasingwereproposedaccordingtotheenergyefficiencyofmixer,thefilterandthetemperaturecontrolofthetemplate.【关键词】双螺杆挤出机分散和分布混合混炼等效扩能改造【英文关键词】twin-screwextruderdispersiveanddistributivemixingequivalentmixingperformancecapacityexpansion【备注】索购全文在线加我：1.3.99.3.8848同时提供论文一对一写作指导和论文发表委托服务【目录】ZSK300型双螺杆挤压造粒机组扩能改造方法的研究摘要5-6Abstract6-7第1章绪论12-231.1选题背景及意义12-131.2造粒机组的发展现状13-161.3造粒设备扩能改造的研究进展16-181.4混炼效果表征方法的研究进展18-211.5本文的研究内容21-23第2章挤压造粒机组混炼能效分析23-332.1某石化企业塑料厂造粒机组基本概况23-242.2造粒机组能效分析24-322.2.1造粒机组的实际能耗及其构成25-272.2.2造粒机组的理论能耗及其构成27-302.2.3造粒机组的能量利用率30-312.2.4造粒机组产能提升的改进措施31-322.3本章小结32-33第3章双螺杆挤压造粒机组混炼效果的表征体系及实验33-433.1造粒机组混炼效果的评价指标33-363.2混炼效果表征体系的实验评估36-423.2.1实验方法、设备及原料配方36-383.2.2实验结果分析38-423.2.3模拟结果分析423.3本章小结42-43第4章ZSK300型双螺杆挤压造粒机组混炼段数值分析43-584.1数值模拟软件POLYFLOW概述43-454.2捏合段模型的建立45-514.2.1数学模型45-464.2.2物理模型及网格划分46-514.3捏合段的相关参数设置51-524.3.1边界条件514.3.2物性参数51-524.4数值模拟结果分析52-564.4.1混炼段聚合物熔体流场中的温度分布52-534.4.2混炼段聚合物熔体流场中的压力分布53-554.4.3混炼段聚合物熔体流场中的混合指数分布55-564.5本章小结56-58第5章ZSK300型双螺杆挤压造粒机组扩能改造的混炼效果分析58-725.1喂料速率对造粒机组产能提升能力的影响58-685.1.1单一错位角的捏合块混炼效果58-605.1.2混合错位角的捏合块混炼效果60-625.1.3薄捏合块混炼效果62-645.1.4加长捏合块后的混炼效果64-675.1.5三段捏合块的混炼效果67-685.2熔融指数对造粒机组产能提升能力的影响68-715.2.1熔融指数概述68-695.2.2熔融指数对混炼效果的影响69-715.3本章小结71-72第6章结论与展望72-746.1结论72-736.2展望73-74参考文献74-79攻读硕士期间发表的论文和申请的专利79-80致谢80