实验研究了固体推进剂混合工艺过程桨叶扭矩和功率消耗,得出在固体粉料加完的工步桨叶扭矩负载。杨明金[14]、Zhang J Q[15]分别采用CFD方法研究了立式捏合机桨叶混合过程机理。Li-ang J等[16]指出改变桨叶结构可影响物料对桨叶的反作用力,进而影响捏合机功率和扭矩消耗。因此,改变立式捏合机桨叶结构可影响桨叶对搅拌物料的作用应力分布与数值,进而影响桨叶变形量的大小。以析中关于立式捏合机桨叶变形量的研究较少。立式捏合机桨叶属复杂曲面,加工成本较高,且其桨叶复杂的运动特点导致无法对桨叶变形量进行直接测量
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VKM-5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.
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
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