摘要：为研究射流泵混合能力空间分布特征及其影响因素,运用有限时间李雅普诺夫指数(FTLE)对射流泵混合能力进行了评价和分析.首先通过数值模拟得到了计算域上时间和空间离散的速度矢量场;然后使用粒子追踪技术以及虚拟邻近节点FTLE求解方法,完成了FTLE求解程序开发;最后基于FTLE场深入分析了一典型射流泵的混合能力.分析结果表明:稳定运行中的射流泵混合能力维持相对稳定,基本不随时间变化;射流泵沿轴向的平均混合能力先随着剪切层高混合能力区域的扩散而增强,然后随着总体混合能力的衰减而减弱;在流量比越大的运行工况,射流泵虽然能提前进入具有较强混合能力的状态,但持续高强度混合能力的流域长度变短.综合考虑混合能力的强度以及高强度混合能力流域的长度能够更准确地评价射流泵的混合能力.

摘要：设计了一种折流板单螺杆结构，建立了熔体输送段几何模型。基于有限元叠加网格技术，采用Bird-Carreau纯黏性非牛顿流体本构模型，开展挤出过程三维流动与混合数值模拟研究。对比了机筒静止-螺杆正转与螺杆静止-机筒反转2种运动条件下的速度分布，发现两者的速度分布规律相同，证实2种运动条件下的流动特性与参考坐标系无关。相比普通单螺杆，新型折流板单螺杆的轴向速度沿程变化大，2种构型的挤出特性相似，相同压力梯度下，折流板单螺杆产量约降低20%。相同产量及螺杆转速条件下，折流板单螺杆混合指数提升、分离尺度减小，表明该结构进一步地提升了熔体输送段的分布分散混合能力。

摘要：从动量和能量守恒方程出发,提出速度场与温度场的协同耦合作用对聚合物流动与换热具有重要影响,并以此为依据设计了新型扭转螺杆结构和场协同螺杆。以聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)为原料制备PP/PS复合材料体系,通过挤出试验对比研究了常规螺杆与场协同螺杆的传热传质性能。结果表明,相对于常规螺杆,设置有扭转螺杆结构的场协同螺杆的数均粒径更小、粒径分布密度和平均停留时间更大,提高了挤出机的混合能力;场协同螺杆的对流换热系数更大、径向温差更小,提高了挤出机的换热能力。