基于Fluent热固耦合计算的销钉机筒温控系统优化
橡胶销钉机筒冷喂料挤出机在当前橡胶挤出领域是应用最为普遍的生产设备。其温控系统是保证挤出产品质量和产量的基础。本文通过模拟与实验的方法对销钉机筒温控系统进行分析，对其存在缺陷提出改进方案，并进行相关验证，实现对温控系统的优化。本文还通过编写有限元温控程序包，深入了解温控过程。具体研究内容如下: 1、通过对Fluent软件进行二次开发，将PID控制算法与温度场模拟相结合，实现了温控过程的动态仿真。利用该方案模拟了混合器的温控过程，并搭建PLC控制平台进行相应实验。最后将模拟结果与实验结果进行相关对比，发现模拟与实验的温控曲线具有极高的重合度，从而证明了该结合方案的正确性。 2、利用PLC温控平台对销钉机筒进行温控实验，分析系统特性以及PID参数对温控过程的影响。又将模糊PID控制算法应用到销钉温控系统当中，在算法上对系统进行优化，取得了高效、稳定的温控效果。现有温控系统利用回水温度代表机筒温度，该方案所测得的温度存在较大偏差，对此提出并研究了利用传感器测量机筒内壁温度进行反馈的改进方案。 3、以橡胶销钉机筒为对象，利用数值模拟的方法对其正常工作时的温控过程进行动态仿真，分析了PID参数对控制效果及通冷却水时间的影响。对比了相同PID参数下，两种具有不同温控流道结构的机筒的温控效果。 4、利用有限元方法编写温控程序包，以长方体模型为对象，模拟了有无PID控制的升温过程。同时利用Fluent对该模型进行了相同的仿真模拟。对比两个程序的模拟结果发现，所得升温曲线基本重合，验证了有限元温控程序的正确性，加深了对温控过程的理解。
橡胶生产;冷喂料挤出机;销钉机筒;温控系统
北京化工大学
硕士
机械工程
毕超;马克相
2016
中文
TQ330.44
99
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）