基于含能材料的同向双螺杆挤出大型机的研究
发布时间：2022-12-09 03:54
固体推进剂是具有特定性能的含能复合材料,作为长征系列运载火箭动力的重要组成部分,其生产需求正在不断地扩大。因此,加大对含能材料用大型双螺杆挤出机的研究力度刻不容缓。基于双螺杆数值模拟和实验样机代料实验,本文按照实验样机设计模拟-实验样机实验验证-相似放大-大型机设计模拟的思路进行研究,以探究实验样机和大型机混合过程中的安全性和混合性能。本文主要研究内容如下:（1）为保证螺杆混合过程中的安全性和混合性能,对双螺杆挤出实验样机螺杆的各功能段进行设计,确定实验样机螺杆的主要参数。根据螺杆各功能段的局部功能设计用于实验样机混合排气计量段的SE元件和KB元件,利用这两种螺杆元件组成四种不同的螺杆构型。为探究四种螺杆构型的安全性和混合性能,对四种螺杆构型的流场进行数值模拟,获得混合过程流场的压力、最大剪切应力、最大粘性耗散功率、加权平均剪切应力、累积最大剪切应力、平均回流系数以及累积停留时间。在此基础上优选出安全性和混合性能优良的T2螺杆构型以用于后续代料实验研究。（2）使用模拟分析与实验研究相结合的方法研究螺杆转速对混合排气计量段流场的影响,采用平均回流系数以及累积停留时间对模拟结果进行评价,采...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 固体推进剂简介及制备
1.1.1 固体推进剂简介
1.1.2 HTPB固体推进剂制备
1.2 混合设备研究进展
1.2.1 混合挤出设备
1.2.2 固体推进剂用双螺杆挤出机
1.3 混合设备相似放大理论研究现状
1.3.1 国外研究进展
1.3.2 国内研究进展
1.4 课题的研究目的、意义和主要内容
1.4.1 研究目的、意义
1.4.2 主要内容
第二章 双螺杆挤出实验样机混合排气计量段的研究
2.1 实验样机混合排气计量段螺杆设计
2.1.1 实验样机整体结构
2.1.2 实验样机螺杆功能分段与主要参数
2.1.3 实验样机螺杆元件设计
2.1.4 实验样机螺杆构型组合设计
2.2 模拟软件介绍及分析方法
2.3 模型建立
2.3.1 数学模型
2.3.2 本构模型
2.3.3 几何模型
2.3.4 有限元模型
2.3.5 边界条件
2.4 螺杆构型流场模拟结果分析
2.4.1 压力场
2.4.2 最大剪切应力
2.4.3 粘性耗散功率
2.4.4 加权平均剪切应力
2.4.5 累积最大剪切应力
2.4.6 平均回流系数
2.4.7 累积停留时间分布
2.5 实验样机安全和混合评价
2.6 本章小结
第三章 螺杆转速对混合流场影响的模拟分析及实验验证
3.1 螺杆转速对混合排气计量段流场影响的模拟分析
3.1.1 模型建立
3.1.2 混合能力分析
3.2 不同螺杆转速下的实验样机代料实验
3.2.1 实验仪器与设备
3.2.2 实验原料及配方
3.2.3 实验方案设计
3.3 实验结果分析
3.3.1 安全性分析
3.3.2 混合性能分析
3.4 本章小结
第四章 双螺杆挤出大型机混合排气计量段相似放大模型
4.1 大型机混合排气计量段几何相似放大
4.2 大型机混合排气计量段容积相似放大
4.2.1 方法选择依据
4.2.2 计算流程的优化
4.2.3 计算结果
4.3 大型机混合排气计量段恒定剪切速率相似放大
4.3.1 实验样机平均剪切速率的计算
4.3.2 大型机不同转速下平均剪切速率计算
4.3.3 大型机转速拟合放大结果
4.4 大型机混合排气计量段相似放大结果
4.5 本章小结
第五章 双螺杆挤出大型机混合排气计量段的研究
5.1 大型机混合排气计量段螺杆构型设计及模型建立
5.1.1 螺杆构型设计
5.1.2 模型建立
5.2 混合排气计量段模拟结果分析
5.2.1 压力场
5.2.2 最大剪切应力
5.2.3 粘性耗散功率
5.2.4 加权平均剪切应力
5.2.5 累积最大剪切应力
5.2.6 平均回流系数
5.2.7 累积停留时间分布
5.3 大型机安全和混合评价
5.4 影响安全混合性能的工艺参数正交仿真试验
5.4.1 正交试验设计
5.4.2 正交试验模拟结果
5.5 极差分析
5.5.1 安全性极差分析
5.5.2 分散混合极差分析
5.5.3 分布混合差分析
5.6 大型机最优工艺参数方案确定及分析
5.7 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者和导师简介
附件
本文编号：3714768
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 固体推进剂简介及制备
1.1.1 固体推进剂简介
1.1.2 HTPB固体推进剂制备
1.2 混合设备研究进展
1.2.1 混合挤出设备
1.2.2 固体推进剂用双螺杆挤出机
1.3 混合设备相似放大理论研究现状
1.3.1 国外研究进展
1.3.2 国内研究进展
1.4 课题的研究目的、意义和主要内容
1.4.1 研究目的、意义
1.4.2 主要内容
第二章 双螺杆挤出实验样机混合排气计量段的研究
2.1 实验样机混合排气计量段螺杆设计
2.1.1 实验样机整体结构
2.1.2 实验样机螺杆功能分段与主要参数
2.1.3 实验样机螺杆元件设计
2.1.4 实验样机螺杆构型组合设计
2.2 模拟软件介绍及分析方法
2.3 模型建立
2.3.1 数学模型
2.3.2 本构模型
2.3.3 几何模型
2.3.4 有限元模型
2.3.5 边界条件
2.4 螺杆构型流场模拟结果分析
2.4.1 压力场
2.4.2 最大剪切应力
2.4.3 粘性耗散功率
2.4.4 加权平均剪切应力
2.4.5 累积最大剪切应力
2.4.6 平均回流系数
2.4.7 累积停留时间分布
2.5 实验样机安全和混合评价
2.6 本章小结
第三章 螺杆转速对混合流场影响的模拟分析及实验验证
3.1 螺杆转速对混合排气计量段流场影响的模拟分析
3.1.1 模型建立
3.1.2 混合能力分析
3.2 不同螺杆转速下的实验样机代料实验
3.2.1 实验仪器与设备
3.2.2 实验原料及配方
3.2.3 实验方案设计
3.3 实验结果分析
3.3.1 安全性分析
3.3.2 混合性能分析
3.4 本章小结
第四章 双螺杆挤出大型机混合排气计量段相似放大模型
4.1 大型机混合排气计量段几何相似放大
4.2 大型机混合排气计量段容积相似放大
4.2.1 方法选择依据
4.2.2 计算流程的优化
4.2.3 计算结果
4.3 大型机混合排气计量段恒定剪切速率相似放大
4.3.1 实验样机平均剪切速率的计算
4.3.2 大型机不同转速下平均剪切速率计算
4.3.3 大型机转速拟合放大结果
4.4 大型机混合排气计量段相似放大结果
4.5 本章小结
第五章 双螺杆挤出大型机混合排气计量段的研究
5.1 大型机混合排气计量段螺杆构型设计及模型建立
5.1.1 螺杆构型设计
5.1.2 模型建立
5.2 混合排气计量段模拟结果分析
5.2.1 压力场
5.2.2 最大剪切应力
5.2.3 粘性耗散功率
5.2.4 加权平均剪切应力
5.2.5 累积最大剪切应力
5.2.6 平均回流系数
5.2.7 累积停留时间分布
5.3 大型机安全和混合评价
5.4 影响安全混合性能的工艺参数正交仿真试验
5.4.1 正交试验设计
5.4.2 正交试验模拟结果
5.5 极差分析
5.5.1 安全性极差分析
5.5.2 分散混合极差分析
5.5.3 分布混合差分析
5.6 大型机最优工艺参数方案确定及分析
5.7 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者和导师简介
附件
本文编号：3714768
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3714768.html
