摘 要 为 揭 示 双 轴 差 速 立 式 捏 合 机 混 合 釜 内 流 场 产 生剪 切 及 拉 伸 运 动 的 机 理 ，根 据 混 合 釜 结 构 特 征 、桨 叶 运 动 特 点 以及 固体 推 进 剂 物 料 特 性 ，采 用 有 限体 积 法 建 立 综 合 动 网 格 、用 户 自定 义 函 数 的 三 维 数 学 模 型 ，以 一立 式捏 合 机 为研 究 对 象 ，计 算 其 功 率 准 数 、流 场 及 压 力 场 分 布 结 果 表 明 ：功 率 准 数 与 实 验 实 测 值 符 合 良好 ；捏 合 区 、近 壁 区 、釜底 区存 在 轴 向流 、切 向 流 、径 向流 的 相 互 作 用 ，且 物 料 分 别 在 正 压 力 和 负 压 力 作 用 下 做强 烈 的剪 切 运 动 和 拉 伸 运 动 ，物 料 混 合 剧 烈 程 度 依 次 为 捏 合 区 、近 壁 区 、釜底 区及 其他 区域 关键 词 立式 捏 合 机 ；固体 推 进 剂 ；流 场 特 性
指出增加桨叶捏合作用可有效提高混合效率。间隙作为立式捏合机关键尺寸参数之一,物料在搅拌槽内形成缝隙流增加桨叶对物料的拉伸和剪切作用,而捏合区物料对桨叶表面产生较大的反作用力可使桨叶产生形变量。针对固体推进剂的混合设备立式捏合机,桨叶的关键尺寸参数为桨叶直径、桨桨间隙。依据几何学及运动学理论,结合立式捏合机桨叶的运动特点,詹小斌等[11-12]对桨叶型面进行了局部结构静力学优化设计。张力恒等
对于传统搅拌混合系统,增大桨叶与搅拌槽底部间隙可增加回流与再循环回流,减小间隙可增加对物料的剪切力,增加雷诺数可提高混合效率[5-6];同时,桨叶转动在搅拌槽内可有效改变流场压力分布,促进对流混合缩短混合时间,而减小桨叶与搅拌槽底部间隙既节省能量消耗,又提高混合效率[7]。Yang H H等[8]研究得出螺杆桨叶结构对整体流动混合效率的影响大于工艺参数
立式捏合机桨叶搅拌过程需要消耗扭矩和功率用于克服搅拌物料的粘性阻力和摩擦阻力,而桨叶对料浆的过度挤压易引起固体推进剂料浆的爆燃或爆炸[12]。因此,桨叶搅拌扭矩和功率消耗是立式捏合机设计的重要技术参数,并可为立式捏合机结构尺寸放大设计提供指导[13-14]。立式捏合机关键结构参数(间隙、螺旋角)直接影响桨叶对混合物料的搅拌作用强度,进而会改变桨叶搅拌扭矩和功率消耗
-/gbagcjj/-
