Page 120 - 《橡塑技术与装备》2025年1月

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

图 7 不同进料管结构三个方向的热变形

果和仿真结果的比较如表 3 所示。实验和仿真结果误 构。
差在 5% 以内，在合理的工程误差范围内，说明选用 （2）通过实验与仿真模拟值对比，发现误差在 5%
的进料管结构符合挤出机实际工况需求，同时，也验 以内，在合理的工程误差范围内，验证了数值模型的
证了数值模型的准确性和可靠性。 准确性和可靠性。
表 3 实验值与仿真值对比
监测参数 实验值 仿真值 误差 参考文献 ：
.
-1
入口速度 /(m s ) 0.025 0.026 4% [1] 王现中，谢成，邵其其，等 . 基于原位监测的高填方下穿管道
入口压力 /MPa 6.1 5.8 4.9%
出口压力 /MPa 1.69 1.6 5% 有限元分析 [J]. 油气储运，2022, 41(10):9.
最大变形量 / mm 3.1 2.94 5% [2] 段成红，吴港本，罗翔鹏，等 . 异径三通管热 - 流 - 固耦合
入口温度 /℃ 185 180 2.7% 分析及其结构优化 [J]. 化工机械 , 2022(003):049.
出口温度 /℃ 210 200 4.7% [3] 李青，陈为化，张伟杰，等 . 基于 ANSYS-Workbench 的
流固耦合作用下输油管道模态分析 [J]. 华北科技学院学报，
5 结论 2021(006):018.
[4] 胡跃华，蒋诚航，闫怀磊，等 . 流固耦合作用下固支输液管道
（1）通过对比三种进料管结构在相同的工况下通
有限元分析 [J]. 化工机械，2012, 39(2):4.
入高黏熔体 POE 时，进料管所受的压力分布、速度分 [5] 窦益华，于凯强，杨向同，等 . 输流弯管流固耦合振动有限元
布及热变形，得出模型 2 在模拟计算过程中压力差最 分析 [J]. 机械设计与制造工程，2017,46(2):18-21.
[6] 李锦伟，唐跃，孙召成 . 双螺杆挤出机筒结构参数优化设计与
小，速度分布较为均匀，最大变形量最小，Y 方向的
分析 [J]. 塑料，2015,44(03):56-60.
最大变形量也最小。因此，选用模型 2 作为实际生产 [7] 张宇昕 . 双螺杆挤出机机筒结构分析及机筒内聚合物流动与传
加工过程中螺杆挤出机高黏熔体 POE 进料管的最优结 热研究 [D]. 北京化工大学，2010.

Structural design and finite element simulation of POE feed pipe for
high viscosity melt of screw extruder

Zhang Xiao, Zhao Zonghua, Yu Changgeng, Lei Ganggang, Liang Xiaogang
(Tianhua Institute of Chemical Machinery & Automation Co. LTD., Lanzhou 730060, Gansu, China)
Abstract: This article uses the finite element analysis method of thermal fluid solid coupling to study the
pressure field, velocity field, and thermal deformation of the feeding tube of three different structures of
extruder melt when high viscosity melt POE is introduced into the feeding tube. By numerical comparison, the
optimal structure of the POE feed tube for high viscosity melt of the screw extruder can be determined. At
the same time, the simulated values were compared and verified with the experimental values, and it was
found that the error was within 5%. This structure provides ideas for the design and optimization of subsequent
extruder connection structure schemes, while reducing equipment energy consumption and improving
equipment production capacity.
Key words: thermal fluid solid coupling; feed pipe; thermal deformation; pressure field; velocity field
（R-03）

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·70· 第 51 卷 第 期