单螺杆挤出机混合过程界面追踪表征

徐百平^1,2，王玫瑰²，瞿金平¹

1. 华南理工大学聚合物成型加工教育部重点实验室2. 广东轻工职业技术学院轻化工程系

摘 要：基于涡量速度法,推导出单螺杆挤出机内三维流动无因次控制方程,提出了一种求解非牛顿流的新方法。采用交错网格,对挤出机内的幂律流体三维流动进行了有限体积方法数值模拟,得到了螺槽内的速度分布。提出了Galerkin速度逼近方法,利用Largrange插值获得速度场。借助4阶Runge-Kutta方法对流体质点运动进行数值积分追踪,对螺槽内的层流混合进行了表征。发现了界面拉伸过程中不同初始位置的示踪剂界面拉伸总体呈线性增长,但伴有周期性振荡效应。这种效应在贴近螺壁面的流体单元表现最大,甚至超过了界面平均增长的量级。

关键词：有限体积方法;单螺杆挤出机;层流混合;界面拉伸;