国家教育部博士点基金(20093601110001)
- 作品数：14 被引量：42H指数：5
- 相关作者：柳和生黄兴元黄益宾邓小珍任重更多>>
- 相关机构：南昌大学上饶师范学院江西科技师范大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金江西省研究生创新基金更多>>
- 相关领域：化学工程更多>>
- 基于气液两相流的聚合物气辅挤出数值模拟被引量：7
- 2016年
- 为了更准确地反映气辅挤出中气体对熔体成型的影响机理,建立了气液两相流模型,对不同气压作用下的熔体挤出成型进行了有限元数值模拟,得到了气辅作用下熔体的流速、压力降和第一法向应力差等分布。与完全滑移边界条件的模拟结果对比发现,基于气液两相流的气辅挤出,熔体的流速、压力降和第一法向应力差等物理场均存在较大变化。实验也验证了熔体挤出成型受气压的影响较大。对模拟和实验结果分析表明,气体的辅助作用对熔体产生的第一法向应力差,是造成熔体流速、压力降和成型产生变化的主要原因。而这些是以完全滑移边界条件气辅模拟方法无法体现出来的。因此,气辅挤出模拟需要考虑气体层对熔体成型的影响,并且在实际气辅挤出加工中,需要合理地设置气压等工艺参数。
- 任重黄兴元柳和生邓小珍
- 关键词：气辅挤出两相流气体压力数值模拟
- 壁面滑移条件对聚苯乙烯中空型材挤出过程的影响被引量：4
- 2015年
- 利用三维等温黏弹有限元数值方法,从挤出胀大、内外壁面压力、剪切速率和应力场角度,研究了中空"回"型材内外两个壁面的不同滑移系数对挤出成型的影响.结果表明,内外壁面的压力、剪切速率和法向应力均随着内外壁面滑移系数增大而增大;当内壁面滑移系数固定,挤出胀大率随着外壁面滑移系数增大而增大,而当外壁面滑移系数固定,挤出胀大率却随着内壁面滑移系数增大而减小;当内外壁面滑移系数差距较大时,容易产生突出的挤出胀大或收缩现象;当内外壁面滑移系数均较大时,由于内外壁面产生反方向的法向应力,反而使得挤出胀大得到抑制;而当内外壁面滑移系数均较小时,压力降、剪切速率和法向应力均接近零值,挤出胀大和收缩得到很好的消除.
- 任重黄兴元柳和生
- 关键词：挤出胀大滑移系数有限元分析
- 基于可压缩气辅的聚合物挤出成型非等温黏弹数值分析被引量：3
- 2015年
- 基于气体具有可压缩性特点提出了可压缩气辅挤出概念,为探明气辅挤出中可压缩气体对聚合物熔体挤出成型的影响建立了熔体和压缩气体两相流模型,利用有限元计算方法对可压缩气辅的聚合物挤出成型进行了非等温黏弹数值模拟,并对比分析了传统无气辅和可压缩气辅挤出的物理场分布情况。研究表明,气辅挤出中的气体密度分布不是恒定值,而是随压力和温度空间分布变化,并且在引入气体层以及气体可压缩性后,可压缩气辅挤出与传统无气辅挤出方法相比在各物理场分布上存在较大的差异,当可压缩气体入口压力逐渐增大时熔体挤出收缩程度明显增大。该结果与实验一致,这些是传统无气辅挤出模拟无法体现出来的。
- 任重黄兴元柳和生邓小珍何建涛
- 关键词：气辅挤出两相流可压缩计算流体力学
- 聚合物气辅共挤成型界面的有限元模拟和分析被引量：5
- 2012年
- 基于流变学基本方程和Phan Thien-Tanner(PTT)本构方程,建立了矩形截面双层型材口模气辅共挤出和传统共挤出的三维非等温粘弹有限元模型,使用粘弹应力分离法(EVSS)、非协调流线迎风法(SU)等有限元方法数值模拟了两种聚合物熔体在口模内的流动过程,得到了气辅共挤和传统共挤层间界面的三维形貌图和剪切应力分布,对比分析了两种共挤界面的粘性包覆和剪切应力分布情况,研究结果表明,气辅共挤可使粘性包围程度减小60%以上,界面剪切应力峰值减小30%以上,气辅共挤将能有效改善共挤制品层厚分布均匀性及界面稳定性。
- 黄益宾柳和生黄兴元熊爱华
- 关键词：有限元非等温
- 聚合物中空型材气辅挤出三维黏弹数值模拟被引量：1
- 2016年
- 根据中空型材的结构特点,利用三维等温微分黏弹有限元方法,对中空"回"型截面型材的4种聚合物熔体挤出方式(无气辅、内/外壁单气辅和内外壁双气辅挤出)在口模内外的流动场进行数值模拟,得到4种挤出方式的离模膨胀率、压力场、速度场、剪切速率和法向应力场分布情况。研究结果表明:对于内/外壁单气辅挤出,由于内/外壁面的压力、速度、剪切速率和应力场分布不对称,使得挤出熔体容易出现突出的膨胀/收缩现象;虽然无气辅挤出的各种物理场数值相对较大,但由于内外壁面产生的物理场均存在相互反作用,离模膨胀效应却不是特别严重;而内外壁双气辅挤出,由于熔体内外壁均满足完全滑移条件,使得压力、法向速度、剪切速率和应力场均为0,离模膨胀效应得到有效消除。
- 任重黄兴元柳和生
- 关键词：气辅挤出离模膨胀有限元
- 气辅共挤出界面位置对挤出胀大的影响被引量：6
- 2013年
- 基于聚合物流变学理论,运用有限元方法,建立了半圆形共挤口模成型的理论模型,并对理论模型进行了数值模拟,研究了口模入口端熔体层间界面位置及熔体入口流率对共挤出胀大和熔体层间界面位置的影响。研究表明,气辅共挤过程中,当两熔体流率相等时,使得两熔体入口面积近似相等的r值(共挤口模入口处界面位置)能将熔体的离模膨胀率降为零值,同时保证熔体层间界面位置稳定;当两熔体流率不等时,熔体离模膨胀率随着自身流率的增大而增大,随着另一熔体流率的增大而减小,界面位置则向流率较低的一侧偏移。
- 邓小珍柳和生黄益宾黄兴元李孟山
- 关键词：离模膨胀非等温数值模拟
- 聚合物气辅共挤成型中气垫层的建立及其稳定性分析被引量：4
- 2013年
- 采用自行研制的气辅共挤成型实验系统和矩形截面气辅双层共挤口模,实验研究了气辅共挤过程中气体压力、气体温度以及气阀的开启顺序对气垫层稳定性的影响,得到了建立稳定气辅共挤气垫层的基本工艺准则。结果表明,气体压力和温度是影响气垫层稳定性的关键因素,要形成稳定气垫层,气体的压力和温度应尽量与聚合物熔体接近,气体和熔体的压力差不应超过0.1MPa,温度差不应超过10℃,先开启气阀时,要严格控制气体压力。
- 黄益宾柳和生黄兴元熊爱华
- 关键词：气辅共挤稳定性
- 气体辅助共挤出矩形截面PP双层型材的实验研究被引量：3
- 2013年
- 为实验研究气体辅助共挤成型工艺的特性,建立了气辅共挤成型实验系统,通过气辅共挤和传统共挤出矩形截面的聚丙烯PP(2.0HC)/PP(T300)双层型材,在挤出胀大、黏性包围、挤出产量及制品表面质量四4个方面做了对比研究。结果表明,气辅共挤制品的挤出胀大率接近于0,黏性包围程度相比传统共挤减小了60%;在相同生产条件下,气辅共挤出产量高于传统共挤,而气辅共挤制品的表面质量与传统共挤制品无明显差别。研究证明了气体辅助共挤能显著改善共挤制品质量并能提高生产效率。
- 黄益宾柳和生黄兴元熊爱华
- 关键词：聚丙烯挤出胀大
- 气体压力对聚合物气辅挤出成型影响实验及模拟被引量：10
- 2016年
- 实验发现气辅挤出中气体压力对熔体挤出影响较显著,为了探明气体压力对熔体挤出成型的影响机理,建立气体/熔体两相流气辅挤出模型,通过有限元方法对气辅挤出成型进行了非等温黏弹数值模拟,得到不同气体压力下,熔体的挤出形貌、流速、压力、法向应力差分布等变化规律。模拟结果表明:气体压力对熔体挤出流场分布及成型形貌具有较大影响,在气体压力相对较小且能形成稳定的气体层时,熔体速度场分布均匀,压力、法向应力差较小,挤出无形变;随着气体压力增大,熔体的速度、压力、法向应力差和形貌收缩程度等均显著增大。研究表明,由于气体的作用,在气体/熔体入口交界面处产生的第一法向应力差是引发熔体挤出形变和流场分布变化的主要原因。
- 任重黄兴元柳和生邓小珍
- 关键词：挤出成型气体辅助气体压力数值模拟
- 非等温气辅共挤出胀大的三维粘弹数值模拟被引量：8
- 2013年
- 采用PTT本构方程和Arrhenius黏度对温度依赖方程,运用有限元方法,对低密聚乙烯(LDPE)/高密聚乙烯(HDPE)熔体的共挤过程进行了三维非等温粘弹数值模拟,对比分析了两熔体在传统和气辅共挤过程中的速度场、剪切速率分布和层间界面形貌。研究表明,气辅共挤成型在口模出口处不存在二次流动,且在挤出方向流速均匀,剪切速率分布均匀且数值比传统共挤小得多,说明气辅共挤能有效消除传统共挤过程中的挤出胀大和界面偏移现象。
- 邓小珍柳和生黄益宾黄兴元何建涛
- 关键词：非等温挤出胀大数值模拟
