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棱顶间隙对4WS密炼机流体混合特性影响

孟宇，朱向哲，刘俭

石油化工高等学校学报 2018, 31 (5): 77-83. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2018.05.012

摘要（308）

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PDF （5415KB）（146）

四翼转子（4WS）密炼机是新型转子密炼机，具有较小的螺旋角和较大扫掠范围的长棱，吃料迅速，短时间内达到较好的混合效果等优点。利用Polyflow有限元软件,对不同结构4WS密炼机进行三维瞬态流场分析。分析转子与转子及转子与外壁间隙的变化对流场混合效果的影响，重点分析特殊几何截面的剪切速率，不同位置点的李雅普诺夫指数、瞬时混合效率、平均混合效率、分离尺度、对数拉伸。分析结果表明，在一定范围内，随着转子间隙的减小，4WS密炼机混合性能逐渐提高。

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4WS、4WH 和6WI转子密炼机流固耦合特性对比分析

张兴宁,赵金玉,董振刚,朱向哲,王淼

石油化工高等学校学报 2016, 29 (3): 74-81. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2016.03.015

摘要（816）

PDF （8144KB）（275）

以4WS、4WH 和6WI型转子为研究对象,依据流固耦合理论,建立密炼机流固耦合有限元分析模型,求解密炼机内部物料流体与转子固体的耦合方程,研究不恒定功率情况下,转速对转子的应力与变形以及混合效果的影响规律。结果表明,转子的变形与应力是扭矩与流体载荷耦合作用引起的,其中扭矩是产生变形与应力的主要因素;随着转速的提高,物料的混合效率有明显提高;随着转速变化引起的扭矩与流体载荷的变化导致转子间隙的变化,转子间隙对混合效率有显著影响,6WI转子有更高的混合效率。研究结果为密炼机转子的合理设计与性能预测提供了理论依据。

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转速对密炼机 HD P E / P S共混聚合物混合效率的影响

高明, 陈立, 朱向哲, 何延东, 李春辉

石油化工高等学校学报 2015, 28 (3): 86-90. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2015.03.018

摘要（425）

PDF （7981KB）（270）

依据计算流体动力学理论, 建立了密炼机内高密度聚乙烯( HD P E) 和聚苯乙烯( P S) 物理共混的二维理论模型, 运用F l u e n t软件研究了共混聚合物在双转子密炼机中的混合过程, 研究了密炼机在不同转速和转速比下的混合过程, 并分析了密炼机局部位置的共混效率。研究表明, 随着密炼机转子转速的增加, 共混效率逐渐增强, 且达到稳定状态的时间逐渐减小。随着转速比的增大, 密炼机产生流场的非对称性逐渐增强, 共混效率逐渐增强。

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啮合块错列角对三螺杆混合段混合效率的影响

籍延磊, 王阁, 陈立, 朱向哲

石油化工高等学校学报 2014, 27 (4): 87-91. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2014.04.019

摘要（402）

PDF （4047KB）（423）

采用有限元法和网格重叠技术, 利用C a r r e a u - B i r d流体模型, 对同向啮合三螺杆挤出机混合段进行了三维混合数值模拟。计算了三螺杆挤出机的最大剪切速率、混合指数以及瞬时和平均时间混合效率等参数, 并与双螺杆挤出机进行了对比分析。结果表明, 在相同工况下, 三螺杆挤出机的瞬时和平均时间混合效率大于双螺杆挤出机。

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流体激励作用下换热管和挡板随机碰撞响应研究

陈立, 朱向哲, 石成江

石油化工高等学校学报 2013, 26 (6): 74-77. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2013.06.016

摘要（330）

PDF （5516KB）（286）

当流体诱发换热器管束的振动较大时, 换热管振幅最大处会产生换热管和挡板之间的碰撞, 导致换热管产生微动磨损, 进而产生破坏。利用 AN S Y S软件对某型换热器换热管的瞬态流体激振响应进行了有限元分析, 在此基础上, 研究了换热管和挡板之间由于较大的激振响应振幅所产生的随机碰撞现象, 计算了换热管和挡板
之间随机碰撞力作用下的非线性动力响应和振动规律, 为换热器管束系统的设计提供了一定的理论参考。

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转速突变对竖直井钻柱系统动力学特性的影响

张微,朱向哲,周暋振,马文涛

石油化工高等学校学报 2013, 26 (2): 47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.02.011

摘要（390）

PDF （5098KB）（308）

钻井过程是一个非常复杂的瞬态响应过程。钻头突遇硬质岩石等突发状况使钻柱转速瞬时降低、随后经历一个加速过程恢复到正常转速。为了研究钻柱在这种情况下的动力学特性,应用有限元软件ANSYS分析了竖直井钻柱系统的恒转速和突遇硬质岩石后的加速过程,得到了两种工况的钻柱振动响应规律。结果表明,突遇硬质岩石后,由于钻头与岩石的撞击作用造成钻柱转速突变,钻柱与井壁发生碰撞,碰撞程度跟转速恢复时间有很大关系,转速恢复时间短,碰撞程度低,钻柱受力小;转速恢复的时间长,钻柱振动明显加剧,与井壁的碰撞频繁,受力增大。转速突变加剧了钻柱的振动响应。

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滑移边界条件对同向啮合三螺杆挤出机混合性能的影响

张迅,朱向哲,王阁

石油化工高等学校学报 2012, 25 (4): 68-72. DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2012.04.015

摘要（376）

PDF （647KB）（416）

利用计算流体力学软件Ｐｏｌｙｆｌｏｗ，考虑了螺杆表面的剪切应力与熔融体的滑移速度满足纳维线性定律，对不同滑移系数条件下二维正三角形排列的啮合同向三螺杆挤出机的混合性能参数进行了数值模拟。对比分析了不同滑移系数条件下中心区和螺槽区的混合指数及用探针技术分析了中心点的混合指数变化。并基于流场计算进行混合运算，研究了不同滑移系数对分离尺度、对数长度拉伸、瞬时和平均时间混合效率的影响。结果表明，螺杆表面的滑移边界条件对于三螺杆挤出机的分散性和分布性混合的计算结果具有较大的影响，为了提高计算精度，应采用适当的滑移边界条件和滑移系数。

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竖直井底部钻具动力学特性的有限元分析

庞世强,朱向哲,陈

石油化工高等学校学报 2011, 24 (4): 55-59. DOI: 10.3696/j.issn.1006-396X.2011.04.015

摘要（753）

PDF （738KB）（421）

在石油钻井过程中,钻柱的运动过程非常复杂,不仅存在纵向、横向、扭转振动,而且还与井壁发生随机接触碰撞和摩擦。充分考虑钻柱与井壁以及钻头与岩石的随机碰撞作用,建立了竖直井底部钻具系统(BHA)非线性动力学有限元模型,研究了工作过程中的BHA系统的纵向、横向和扭转振动,分析了钻柱在受到井壁约束下的瞬态动力响应特性,探讨了BHA系统在钻井过程中运动规律和力学性能,为石油钻柱系统的设计和优化提供了一定的理论参考。

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