聚合物与导热油在切粒模板中的流动与传热研究
水下切粒系统作为一种先进技术日益受到聚合物造粒加工的重视和应用，适应大批量和持续生产等要求，朝着大型化和强适应性等技术方向发展。模板是完成聚合物切粒最为关键的部件之一。
模板内部聚合物熔体和导热油的流动与传热情况对切粒模板的切粒性能具有重要影响。本文建立了模板的三维传热模型，采用Fluent分析软件对聚合物在单个模孔中的相变流动与传热进行数值模拟，获得了模板中的温度、速度、压力和相变分布，还评估了不同边界条件、不同切粒层材料、不同模板结构以及不同聚合物流变特性对模板中温度、相变以及压力分布的影响。结果表明：受到冷却水的冷却作用，切粒面附近的温度最低，温度梯度较高；受导热油和聚合物的加热作用，离切粒面越远，温度越高，但温度梯度比较平缓；聚合物仅在模孔出口附近凝固，在这里聚合物中的热量被冷却水带走，聚合物的温度低于液相线温度，从而出现凝固现象；由于模板中导热油的加热作用，远离切粒面的模孔内的聚合物仍保持流动而没有凝固，因此不会堵塞模孔从而导致压降增加。
本文还建立了1/4模板及其内部导热油的三维传热模型，并对该模型进行数值求解，获得了模板内部的温度、速度和压力分布，结果表明：导热油通道的布置形式使得导热油在模板中的流动阻力均匀，从而使得导热油在模板中流量均匀，有利于提高切粒区域模板温度的均匀分布；模板切粒层附近模板周围的温度分布比较均匀，从而保证较高的模孔开孔率和良好的切粒质量。
对造粒模板内部流动与传热的研究可以为模板结构的优化设计、操作条件的合理选取、模板材料的选择提供比较可靠地理论依据。
造粒模板;数值模拟;水下切粒系统;导热油;三维传热模型;优化设计
北京化工大学
硕士
化工过程机械
卢涛
2010
中文
TQ051.93;TK124
67
2010-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）