橡胶切向销钉冷喂料挤出机挤出性能研究

基于自行研发的新型切向销钉冷喂料挤出机,在不同胶料配方和不同螺杆转速的情况下进行挤出试验研究。结果表明,与传统径向销钉冷喂料挤出机相比,切向销钉冷喂料挤出机挤出温度降低约10%,挤出产量提高约9%,功率消耗减小15%以上,挤出胶料的物理性能和加工性能得到一定的改善,对于减少能耗、提高挤出产量和质量具有重要意义。     

销钉式混炼室密炼机的试验研究

本文报道了销钉混炼室密炼机与普通混炼室密炼机对比试验情况。如实介绍了功率消耗、单位能耗、排胶温度和混炼胶性能的试验结果。同时对两种混炼室密炼机的工作原理作了简单分析。     

销钉式混炼室密炼机的研究(上)

本文作为销钉式混炼室密炼机的研究报告,对现有强化炼胶手段进行了评述,分析了混合机理,阐明了销钉式混炼室密炼机研究的立题依据,提出了销钉式混炼室在炼胶过程中的理论模型,用聚合物加工理论和粘性流体力学对混炼机理进行了探讨,并简单介绍了销钉的安装位置、数目及排列情况。最后通过理论与实验的对比,充分说明销钉式混炼室密炼机比普通混炼室密炼机的混炼时间短、功率消耗低、单位能耗小,混炼胶质量好等优点(图20,表2)。     

橡胶切向销钉冷喂料挤出机挤出性能的研究

基于自行研发的新型切向销钉冷喂料挤出机,在不同胶料配方和不同螺杆转速的情况下进行挤出试验研究。结果表明,与传统径向销钉冷喂料挤出机相比,切向销钉冷喂料挤出机挤出温度降低约10%,挤出产量提高约9%,功率消耗减小15%以上,挤出胶料的物理性能和加工性能得到一定的改善,对于减少能耗、提高挤出产量和质量具有重要意义。     

销钉机筒冷喂料挤出机的工艺特性及应用

本文回顾了挤出机的发展过程,指出销钉挤出机具有生产能力大、排肢温度低、动力消耗和单位加工能力的驱动功率小等优点。我国引进技术制造的和自行研制的销钉挤出机,已具有φ90—φ200的系列设备设计,φ90、φ120规格已在橡胶厂使用。本文介绍了该机简要工作原理、工艺特性、有关使用数据及其应用前景。文章指出,销钉冷喂料挤出机不仅可全面取代冷喂料挤出机,还可取代压廷机压延胶片、压延钢丝帘布和纤维帘布。     

销钉机筒单螺杆挤出机功耗的模拟研究

采用流体力学计算软件Fluent，在对销钉机筒冷喂料挤出机熔融段和计量段的胶料进行三维流动数值模拟的基础上，考察螺杆转速、反向压差、销钉数量、销钉排间距和螺槽深度对挤出量和螺杆转矩的影响。结果表明，螺杆转速是影响挤出机功耗的首要因素，随着转速增大，挤出量增大，功耗和功耗比（螺杆转矩与挤出量之比）下降；反向压差对挤出量、螺杆转矩和功耗比有一定影响，反向压差越大，功耗比越大；每排销钉数量对对功耗比影响不大；销钉排间距对挤出机功耗比有较为明显的影响，若只考虑产量和功耗，则销钉排间距越大越好。     

销钉机筒挤出机结构设计的新进展

本文简要介绍了几种新型销钉及机筒结构，销钉调整装置，销钉断裂检测装置以及销钉传递式挤出机的结构，供有关设计，制造和使用销机筒挤出析工程技术人员参考。     

销钉机筒挤出机螺槽横截面内流体流动与混合的研究

在一定简化条件下，对销钉机筒挤出机螺槽横截面内的流场及混合均化效果以及销钉位置对流场和混合均化效果的影响进行了数值与实验研究。提出了流场中某点混合均化效果、整个流场平均混合均化效果以及混合均化效果统计分布的数值计算与评价方法。数值分析结果与实验结果具有较好的一致性。结果表明，销钉对物料具有明显的强化流动与混合均化的作用：销钉愈接近于螺棱，强化混合均化的效果愈显著：有销钉结构较无销钉结构的平均混合均化效果提高2．5％-5．6％；有销钉结构随着挤出时间的增加，混合均化效果不断提高，无销钉结构随着挤出时间的增加，当混合均化效果达到一定值后则不再提高。     

销钉机筒挤出机结构设计的新进展

本文简要介绍了几种新型销钉及机筒结构、销钉调整装置、销钉断裂检测装置以及销钉传递式挤出机的结构，供有关设计、制造和使用销钉机筒挤出机的工程技术人员参考。     

X(S)M-50D销钉混炼室密炼机测试数据分析

本文以生产机台现场测试所获得的参数为依据,介绍销钉混炼室密炼机的功率、排胶温度、能耗、生产能力与混炼加工性能,并采用新老机台的对比方法,反映销钉混炼室密炼机的一系列优点。     

一种能源树能耗统计方法

结合国家节能政策和实际项目需求,以降低企业能耗、提高企业效益、优化企业方向为目的,提出能源树能耗统计方法。首先,建立能源树模型,即一棵实体之间父子关系的实体树和一张实体与能源之间多对多关系的数据表;其次,进行能源树递归统计;最后,将研究成果应用于实际项目中,实践表明:能源树能耗统计方法是一种高效、可靠的能耗统计方法。     

基于SLMD预测生物质三组分混合成型特性

采用单纯形格子混料设计法(SLMD)建立了生物质三组分致密成型性能指标预测模型,并进行了实验验证。结果表明,比能耗和松弛密度回归方程的相关系数均大于0.9998,与实验数据的最大相对误差分别为3.82%和0.5166%。生物质成型过程中三组分对其有一定的交互作用,纤维素比例越高,比能耗越大,松弛密度越小;木质素比例越高,比能耗越小,但比例过高,比能耗有略微上升趋势;半纤维素比例越高,松弛密度越大。用棉花秸秆、毛竹和玉米秸秆进行实验验证,比能耗和松弛密度回归模型的最大相对误差分别为2.64%和1.0342%,表明模型对实际生物质有一定的预测效果。     

NGD反应器气相流场及能耗特性研究

高倍率灰钙循环脱硫(NGD)技术具有投资和运行成本低、占地面积小、节水和可避免有色烟羽等优点,在燃煤工业锅炉领域具有较好的发展前景,而已有研究主要关注脱硫反应过程及其影响因素,尚缺乏对NGD反应器内流场和能耗的认识。笔者基于熵产分析方法建立了NGD反应器能耗的定量分析模型,NGD反应器能耗包含因烟气散热引起的能耗和黏性流体流动引起的能耗,其中,黏性流体流动引起的能耗包含湍流耗散和壁面摩擦,此外,由于NGD反应器高度达20 m以上,其进、出口压降还应考虑位置势能变化,因此,NGD进、出口压降包含位置势能变化、湍流耗散和壁面摩擦引起的压降。以某30 t/h煤粉工业锅炉配套的NGD反应器为研究对象,采用CFD方法模拟脱硫反应器内的流场分布,并在此基础上通过能耗分析模型研究脱硫反应器内的能耗组成和分布。结果表明,CFD方法和能耗分析模型计算的NGD进、出口压降与测量值的偏差分别为0.4%和9.6%,因此,CFD方法和能耗分析模型能较为准确地预测脱硫反应器内黏性流体流动引起的能耗,NGD反应器内黏性流体流动和烟气散热引起的能耗分别占NGD总能耗的96.2%和3.8%,可见黏性流体流动对NGD能耗起主导作用,位置势能变化、湍流耗散和壁面摩擦引起的压降分别为237.6、347.4和57.5 Pa,可见湍流耗散对NGD反应器能耗起主导作用。将NGD反应器划分为上部主体反应区、中部加速区和下部烟气入口区,由于黏性流体流动过程中的能量耗散来自不同流层速度差引起的摩擦耗散,因此能耗大小主要取决于不同流层间的速度梯度,而中部加速区平均速度较大且流场分布极不均匀,导致单位体积湍流熵产远高于其他区域,因此其体积虽仅占3.6%,但其熵产占NGD反应器总熵产的53.8%;上部主体反应区速度分布较为均匀且平均速度较小,但其体积占NGD反应器体积的83.3%,因此中部的熵产仍然较大,占总熵产的40.1%;下部烟气入口区流场分布极为不均匀但平均流速较小,单位体积熵产率从下往上逐渐增大,其体积比为13.1%,熵产占总熵产的比值为6.1%。可见,上部和中部是能耗的主要区域,尤其是中部加速区是降低NGD反应器能耗的主要目标区域。     

销钉机筒挤出机螺杆圆周展开面内物料流动与混合的数值分析与实验

在一定简化条件下,对销钉机筒挤出机螺杆圆周展开面内的流场及分布混合效果以及销钉个数对流场和分布混合效果的影响进行了数值与实验研究.提出了流场中某点混合效果、整个流场平均混合效果以及混合效果统计分布的数值计算与评价方法.数值分析结果与实验结果具有较好的一致性.结果表明,销钉及螺棱切槽对物料具有明显的强化流动与混合的作用;6个销钉结构模型混合效果好于3个销钉结构模型,3个销钉结构模型好于有切槽无销钉结构模型,有切槽无销钉结构模型好于无切槽无销钉结构模型;有销钉结构较无销钉结构的平均混合效果提高30%～40%;有销钉结构随着时间的延长,混合效果不断提高,无销钉结构随着时间的延长,当混合效果达到一定值后则不再提高.     

一掺多回流程掺水参数优化

大庆油田某区块采用一掺多回的掺水集输流程,但在系统运行过程中,能耗大,运行费用高等问题日益凸显。为降低掺水系统能耗,针对一掺多回掺水集油流程,以掺水量、掺水温度为设计变量,系统运行费用最低为目标函数,压力、温度为约束条件,建立能耗关联模型。利用混合惩罚函数法和改进的共轭方向法对模型求解,得到掺水系统的最佳掺水温度与最佳掺水量。与优化前相比,一掺多回流程掺水系统年掺水量降低27 841 t,掺水温度降低5.5℃,每年可节约能耗费用6.95×105元。     

基于转运模型的功交换网络综合

功交换网络作为能量回收系统的重要组成部分,其设计水平的高低对过程系统的能耗将有着重要的影响,但是目前对功网络综合的研究仍处于理论研究的起步阶段.本文根据功级联分析,首次提出了一种基于转运模型进行功交换网络综合的新方法.该方法以公用工程用量最小为目标函数,建立了适用于等温过程的LP数学模型.通过提出构造低压流股压力中间值的策略,解决直接式功交换匹配过程中压力约束的限制,在每个压力间隔内寻求可行流股匹配,从而得到功交换的初始网络结构;再根据所提的合并相邻压力间隔的策略,进一步减少公用工程用量,进而达到优化网络结构的目的.最后通过实例计算,验证了本文方法的可行性及有效性.     

水氯镁石制备金属镁的过程集成与能量分析

以无水氯化镁和氧化镁作为中间产物，电解和热还原为两个关键方法，集成各种相关过程，构建了从水氯镁石到金属镁的综合过程网络，其中涉及24个物种、20个化学过程和25个工艺路线；建立了最低能耗分析模型用于简单和复合过程的能量分析；利用物质的标准生成焓和多温等压摩尔热容，计算得出全部反应过程及工艺过程的能量消耗和热量移除。结果表明基于还原法的最优路径是水氯镁石用石灰法转为氢氧化镁，进而煅烧成氧化镁，再铝热还原成金属镁，该过程能耗360.15 kJ/mol，放出热量–315.46 kJ/mol；基于电解法的最优路径是石灰乳法生成氢氧化镁，再煅烧成氧化镁，通过在熔融电解质中电解生成金属镁，该过程能耗738.54 kJ/mol，放出热量–135.42 kJ/mol。无水氯化镁制备耗能高，不在最优路径中。     

单机多产品注塑过程的节能调度方法

为减小单机多产品注塑过程的生产总能耗,提出一种基于旅行商算法(TSP)和遗传算法(GA)的节能调度方法。研究了注塑生产总能耗的3个重要组成:产品切换能耗、过渡调整能耗和稳定生产能耗,建立了产品切换过渡的能耗模型。以单产平稳模态为节点、过渡模态为支路,建立了单机多产品过程生产总能耗的有向图模型,将单机多产品能耗优化问题转化为经典的TSP问题。采用基于遗传算法的多目标逐层优化与TSP路径寻优思想,搜索各个单产平稳生产下的最优操作参数以及多产品的最优生产顺序,以期降低生产总能耗。该方法可提高生产效率,降低生产能耗。应用研究结果验证了方法的可行性和有效性。     

Comparison of foam core sandwich panel and through‐thickness polymer pin–reinforced foam core sandwich panel subject to indentation and flatwise compression loadings

Through‐thickness polymer pin–reinforced foam core sandwich (FCS) panels are new type of composite sandwich structure as the foam core of this structure was reinforced with cylindrical polymer pins, which also rigidly connect the face sheets. These sandwich panels are made of glass fiber–reinforced polyester face sheets and closed‐cell polyurethane foam core with cylindrical polymer pins produced during fabrication process. The indentation and compression behavior of these sandwich panels were compared with common traditional sandwich panel, and it has been found that by reinforcing the foam core with cylindrical polymer pins, the indentation strength, energy absorption, and compression strength of the sandwich panels were improved significantly. The effect of diameter of polymer pins on indentation and compression behavior of both sandwich panels was studied and results showed that the diameter of polymer pins had a large influence on the compression and indentation behavior of through‐thickness polymer pin–reinforced FCS panel, and the effect of adding polymer pins to FCS panel on indentation behavior is similar to the effect of increasing the thickness of face sheet. The effect of strain rate on indentation behavior of FCS panel and through‐thickness polymer pin–reinforced FCS panel were studied, and results showed that both types of composite sandwich panels are strain rate dependent structure as by increasing strain rate, the indentation properties and energy absorption properties of these structures are increased. POLYM. COMPOS., 37:612–619, 2016. © 2014 Society of Plastics Engineers     

Process Parameters Optimization for Energy Saving in Paper Machine Dryer Section

Due to high energy consumption in the Chinese paper industry, this study considers higher-energy efficiency for the multicylinder dryer section of paper machines. A common situation in the Chinese paper industry is that energy is consumed in extensive mode. In order to improve the energy efficiency of the paper machine dryer section, deeper analysis and optimization of process parameters are necessary.

A NLP optimization method is developed for integration of steam system and air system to reduce the steam consumption and decrease the loads of centrifugal blowers in the multicylinder dryer section of a paper machine. Equality constraints of the optimization model are extracted from different process modules based on material and energy balance. Inequality constraints are from the production capacity, operating condition, etc. Two illustrative examples are presented in this paper. The results show that the optimization model is adaptive and convenient for application. For a newsprint machine, less dry air and steam are used and the energy consumption can be reduced by about 8% in the dryer section. Applied on a linerboard machine which has surface sizing, the method can reduce the energy consumption by 5.6%.