同向双螺杆挤出物料的混合特性研究

作     者：夏伟杰 马亮 张俊 申春赟 

作者机构：上海海洋大学工程学院 布勒常州机械有限公司 

出 版 物：《中国油脂》 (China Oils and Fats)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程] 

主　　题：挤出机 螺杆 混合特性 内流场 黏性流体 

摘      要：为了提升双螺杆挤出机的物料混合均匀性和挤出效率，研究了不同螺杆结构对物料挤出过程的影响机制。首先，建立了凹槽螺纹有/无啮合块和普通螺纹有/无啮合块的四种螺杆结构模型；然后，在网格独立性和计算方法有效性试验验证的基础上，建立了三维内流场数值计算模型；最后，基于Ployflow软件数值模拟并分析了流场压力、速度分布，并通过粒子轨迹跟踪法分析了物料停留时间及最大剪切应力等变化规律。研究表明：普通螺纹螺杆对物料的混合性能低，挤出效率高，增加啮合块可降低物料的剪切应力，增加混合性能，但自洁能力降低；螺杆上的凹槽结构可减小轴向速度、增大压力差、提高物料的混合性能，但降低了物料受到的最大剪切应力；物料通过具有凹槽和啮合块的螺杆结构能得到更好的混合效果。