图3．6分析过程应用的线与面
为了对啮合区、螺棱、螺槽处相关参数进行具体分析，分析中涉及到一些具体的线和面。如图3．6示，面1为z=．200 n线l、线2为啮合区
上／下部线条，端点坐标分别为(25．2，20．52，O)、(25．2，20．52，一400)和f25．2，．20．52，
0)、(25．2，-20．52，-400)；线3、线4为左侧流道上／下部两对称直线，端点坐标为(0，
32，0)、(0，32，一400)和(0，-32，0)、(0，．32，．400)；线5和线6为右侧流道上下部
两对称直线，端点坐标为(50．4，32，0)、(50．4，32，．400)和(50．4，．32，0)、(50．4，．32，
-400)；线7和线8为面1和面2交线的两段，端点坐标为(68．775，O，一200)、(82．9，O，
一200)和(一32．5，0，一200)、(一18．375，0，．200)。
(1)压力场
(e)csE33流道上部压力(1)csE33流道下部压力(曲csE44流道上部压力(h)csE44流道下部压力
图3．7 常规异向啮合型双螺杆捏合机流道压力分布
(a)csEll截面压力分布图
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扩
∥≯铲
n!n
●
(c)csEll截面压力分布图 (d)CSE22截面压力分布图
图3．8面1截面压力云图
Fig．3．8 Pressure distrjbution on p】afle l
图3。7为流道压力云图，可看出压力由入口到出口呈增大的趋势，物料往前输送的
过程中由于挤压作用而建立压力，但是分布并不均匀，主要与流场复杂性相关。
图3．8为面1上流道压力云图，可看出下啮合区压力明显高于上啮合区，并且下啮
合区出现了局部高压，主要与螺杆转子的旋向以及压延间隙的尺寸相关，由于两螺杆转
子向外异向旋转，加入捏合机中的物料被螺杆转子带入下啮合区并通过压延间隙而进入
到上啮合区，由于压延间隙尺寸较小，造成物料在压延间隙处堆积而形成局部高压，当物料通过压延间隙进入流道上部，承受的挤压作用迅速下降，因此啮合区上部压力较小；
沿螺杆的旋转方向螺棱项部压力呈增长的趋势，表明螺棱顶部在圆周方向具有较大的压
力梯度；另外沿着推力面压力表现为上升。
(2)速度场
图3．9面1上速度矢量分布图
Fig．3．9 Velocity Vector distriblIIion on plane 1
3．9 面l上速度矢量分布，箭 度与速度大小成正比。可看出螺棱 隙中的流体与螺杆一起作周向运 ；螺槽中靠近螺杆 子推力面和拖拽面 的物料随螺杆沿
周方向运 ，螺槽中部的物料沿螺槽往前运 ，速度呈抛物 分布； 合区由于 差的
存在导致物料粒子从下往上运动，但由于压延间隙较小，在同一时刻到达压延间隙处的
物料并不能全部通过压延间隙，只是较少的一部分物料通过，大部分物料在螺槽中沿着
挤出方向运动。
(3)黏度场
图3．10为流道黏度分布，可看出螺棱顶隙处以及靠近螺棱位置处流场的黏度较小，
螺槽中的黏度值较大，主要是因为在螺杆顶隙处速度高、间隙尺寸小，产生了较高的速
度梯度，因此剪切速率高，另外高密度聚乙 属于剪切 稀流体，所以 隙 黏度 小：
而螺槽中的物料主要是向前 送，承受的剪切作用并不高，故黏度 高：并且随螺杆 数的增加，由于螺棱尺寸减小螺槽与螺棱 的黏度差异逐 小。
(a)CSEll黏度场分布 (b)CSE22黏度场分布
(c)CSE33黏度场分布 (d)cSE44黏度场分布
图3．10黏度场分布
Fig．3．10 Viscosity dis仃ibution in the日ow channel