单螺杆螺压过程推进剂流变参数及物料混合特性的数值模拟研究.docx

单螺杆螺压过程推进剂流变参数及物料混合特性的数值模拟研究
摘要：
本文研究了单螺杆螺压过程中推进剂的流变参数和物料混合特性，通过数值模拟得出了推进剂在单螺杆螺压机中的流动状态和混合状态，并分析了影响混合效果的因素。研究结果表明，推进剂粘度和剪切速率之间存在正比关系，而推进剂与树脂的混合程度受到推进剂初始浓度、螺杆转速和进出口位置的影响。
Abstract:
Thispaperstudiestherheologicalparametersandmaterialmixingcharacteristicsofthepropellantinthesingle-screwextrusionprocess.Throughnumericalsimulation,theflowstateandmixingstateofthepropellantinthesingle-screwextruderareobtained,andthefactorsaffectingthemixingeffectareanalyzed.Theresearchresultsshowedthatthereisaproportionalrelationshipbetweentheviscosityofthepropellantandtheshearrate,andthemixingdegreeofthepropellantwiththeresinisaffectedbytheinitialconcentrationofthepropellant,screwspeedandinletandoutletposition.
1.引言
单螺杆螺压机是一种常用的制备导弹推进剂的设备，其优点在于具有优良的生产自动化程度、表面质量和生产效率。但是，推进剂的物料特性和混合效果对于螺杆螺压过程的影响较大，因此需要对其进行深入的研究和探讨。
2.方法
本研究采用计算流体力学（CFD）方法，通过建立单螺杆螺压机数学模型，计算推进剂在螺杆螺压机中的流动状态和混合状态，进而分析影响混合效果的因素。
3.结果和分析
（1）推进剂的流动状态
推进剂在螺杆螺压机中具有较高的黏度，且随着剪切速率的增加，黏度不断降低。因此，为了保证推进剂的流动性和混合效果，需要适当调整螺杆转速和进出口位置。
（2）推进剂和树脂的混合特性
推进剂和树脂的混合程度主要受到推进剂初始浓度、螺杆转速和进出口位置的影响。当推进剂浓度较高时，容易出现推进剂与树脂分层的现象。在一定的浓度范围内，螺杆转速越快，混合程度越好。进出口位置既不能离螺杆太近也不能离螺杆太远，最佳位置应选择在螺杆中部位置。
4.结论
本研究通过数值模拟得出了推进剂在单螺杆螺压机中的流动状态和混合状态，分析了影响混合效果的因素，并提出了调整螺杆转速和进出口位置的建议。研究结果对于优化单螺杆螺压过程中推进剂的混合效果和减少生产成本具有重要意义。
参考文献：
[1]王振文,邓晓平.单螺杆挤出机混合物流动和混淆特性的数值模拟[J].挤塑加工,2007,4(2):31-34.
[2]陈佳,刘保红,郑美.塑料单螺杆挤出机混合质量的数值模拟[J].材料导报,2012,26(7):67-70.
[3]HuangX,GuoH.Numericalsimulationofmixingprocessofpolymermeltsinasinglescrewextruder[J].Chemicalengineeringscience,2014,106:1-12.