在塑料加工、橡胶成型中,单螺杆挤出工艺始终占据着核心地位,它既是物料熔融、塑化、输送的关键环节,也是决定最终产品质量、生产效率与成本控制的核心命脉。物料降解、挤出不稳、精度不足、能耗偏高等痛点,常因传统经验试错模式难以精准破解而制约生产。Polyflow仿真技术则以数据驱动替代经验判断,为工艺优化提供精准高效的指导方案,能够精准还原单螺杆挤出过程中的物料流动、温度分布、压力变化、剪切速率等关键参数
单螺杆挤出案例工况说明:
入口流量Q = 3e-5 m3/s,入口温度 353.15K
介质粘度模型:Bird-Carreau
MST网格叠加技术:独立网格生成,无需复杂界面处理,建模难度降低,运动部件与流体域无直接网格关联,避免网格畸变导致的计算中断。
直接利用现成的Compunding/Mixing Template:
Extruder(挤出机模式)
工艺特点:连续式生产,物料从一端连续进料,经过螺杆剪切、熔融、混合后,从另一端连续挤出。
模拟重点:关注稳态 / 准稳态下的压力分布、温度分布、混合均匀性,以及螺杆的剪切生热和物料输送效率。
根据模板生成的一系列需要补充的信息,完成所有的❌调整工作
非等温介质-材料物性参数定义,粘度模型以及热属性相关信息
螺杆旋转运动的定义:z轴转轴方向,转速为60RPM,正负值采用右手定则
螺杆进出口边界条件:
高温壁面通过热传导向物料补热,保证塑化充分,当然真实场景是分区温控,可以通过多段壁面来设置或者表达式方式
中心转轴壁面的定义,旋转moving,转速也是60RPM
初始条件的设定:
f(X,Y,Z):用一个空间函数(如线性 / 多项式分布)定义初始温度
Temperature profile:通过 CSV 文件导入预先得到的温度分布。
挤出机模拟:通常选择 f(X,Y,Z),设定初始温度,让初始温度接近真实工况,加快收敛。
迭代计算:4cores迭代计算,8881s,预计需要2.5小时
核心结果展示
在0-3s内螺杆腔内温度的变化过程动画
案例充分印证了Polyflow仿真技术在单螺杆挤出工艺中的预判价值,其以数据为核心的技术逻辑,彻底打破了传统经验试错的局限,为企业提供了可落地、可复制的工艺优化路径。未来,随着仿真技术与单螺杆挤出工艺的深度融合,必将推动行业向更高效、更精准、更智能的方向发展
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