■郭树国 韩 进 王丽艳

(沈阳化工大学机械工程学院，辽宁沈阳110142)

豆粕富含蛋白质，是优质的植物蛋白资源[1]。螺杆挤出机在橡胶、食品、饲料、陶瓷、化工、制药等领域已经得到广泛的应用[2-6]。目前常用挤压膨化技术进行豆粕植物蛋白的组织化加工。但传统的双螺杆挤出机已不能满足饲料加工行业的快速发展需求，由于捏合块是一种剪切能力强、混合性能优的混炼元件[7-8]，为了获得更好的分布混合和分散混合能力，本文在常规双螺杆的基础上加入捏合块元件，但是由于捏合块具有特殊的几何形状及其多变性，其流场很难用数学解析的方法计算求解，随着计算机在工程领域的不断应用，数值计算方法越来越普遍[9]。为此，实验以带有反向捏合盘的啮合同向双螺杆元件为研究对象，以ANSYS软件为平台，以黏性流体力学为基础[10-12]，以普通双螺杆为对照，近似模拟了速度分布，压力分布以及反向捏合盘区域的特性，为组合双螺杆挤出机的优化设计提供了一定的理论基础。

1 模型及参数

1.1 三维建模及流道CFD模型

图1a为solidworks建立的双螺杆几何模型，流道模型长为120 mm，其中首尾螺纹流道长各为45 mm，螺杆外径为40 mm，内径为30 cm，螺距为10 mm，两螺杆间中心距为37 mm，螺杆为右旋转。机筒内径为45 mm，壁厚3 mm。图1b为与之对应作为参考的双螺杆几何模型。整体捏合块元件由6个啮合盘组成，捏合盘的厚度为5 mm，形状与螺杆的切面形状相同，错列方向与螺纹的方向相反，错列角为45°，图1c为单片捏合盘的几何模型。……