立式捏合机搅拌桨叶由空心桨和实心桨组成,桨叶对混合物料的捏合与搅拌作用需要消耗扭矩和功率。以1 L两桨立式捏合机为研究对象,采用Fluent计算流体力学软件仿真,分析了桨叶(空心桨、实心桨)结构参数(桨桨间隙、桨叶螺旋角)对桨叶扭矩和功率特性的影响。结果表明,减小桨桨间隙或增加桨叶螺旋角,均可使空心桨叶消耗扭矩增大,导致捏合机功率输入增大;减小桨叶螺旋角,可增加桨叶捏合螺旋面积,延长桨桨捏合区桨叶对混合物料的捏合作用时间。桨桨间隙取1.5~2 mm时,桨叶螺旋角取35°消耗功率小;桨桨间隙取1 mm时,桨叶螺旋角取45°消耗功率小
桨叶克服物料的摩擦阻力和粘性阻力做功,而混合物料对桨叶的反作用力使桨叶产生局部应力和应变,桨叶变形量过大易引起搅拌槽内的刮蹭,给固体推进剂工业生产过程带来安全隐患。混合系统搅拌槽内强烈的拉伸和剪切流动能形成的分布混合和分散混合,增加搅拌槽内混合物料的缝隙流动可有效提高对混合物料的剪切、折叠和拉伸作用
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
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