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基于移动粒子半隐式方法的非充满折流板双螺杆流道内混合
1
作者
董沛洲
喻慧文
+2 位作者
谈灵操
徐百平
杨芳
《化工学报》
北大核心
2025年第1期198-207,共10页
为提升传统双螺杆的混合能力,提出一种新型折流板双螺杆,独特的折流板结构可作用于物料的混合,但非充满状态下的流动和混合特性尚不明确。采用移动粒子半隐式方法(MPS)求解了黏性流体非充满输送状态下的两相界面,基于自主研制的全程可...
为提升传统双螺杆的混合能力,提出一种新型折流板双螺杆,独特的折流板结构可作用于物料的混合,但非充满状态下的流动和混合特性尚不明确。采用移动粒子半隐式方法(MPS)求解了黏性流体非充满输送状态下的两相界面,基于自主研制的全程可视化折流板挤出装备进行非充满输送实验。求解了黏性流体在非充满状态下的速度和压力分布,结合自编程序计算了粒子欧氏距离及有限时间的Lyapunov指数,表征折流板双螺杆的分布混合。结果表明数值模拟自由界面与实验结果保持一致,验证了半隐式方法求解的有效性。粒子示踪结果显示传统双螺杆远离啮合区存在明显的粒子聚并区域及较小平均有限时间的Lyapunov指数。而相对传统双螺杆,折流板双螺杆内欧氏距离和有限时间的Lyapunov指数的平均值较大,分布混合能力优于传统双螺杆。
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关键词
折流板双螺杆
移动粒子半隐式方法
非牛顿流体
欧氏距离
混合
粒子图像测速
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职称材料
熔融混炼制备柔性TPU/rGO介电层及其压力传感性能
被引量：
3
2
作者
吴焕东
肖书平
+2 位作者
徐百平
黄嘉荣
徐文华
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期8-13,共6页
为了探究熔融混炼制备弹性体/导电填料复合材料的压力传感性能及其应用价值,对良好生物相容性的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和氧化石墨烯(GO)进行熔融混炼,该过程中GO发生原位热还原,从而制得柔性TPU/还原氧化石墨烯(rGO)纳米复合材料。以...
为了探究熔融混炼制备弹性体/导电填料复合材料的压力传感性能及其应用价值,对良好生物相容性的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和氧化石墨烯(GO)进行熔融混炼,该过程中GO发生原位热还原,从而制得柔性TPU/还原氧化石墨烯(rGO)纳米复合材料。以此为介电层组装电容式压力传感器,并进行传感性能测试分析。结果表明,GO的掺杂可有效改善传感器的性能,1.0%GO质量分数时传感器的灵敏度为0.069 MPa^(-1)(0.06~2 MPa),明显高于未掺杂的(0.046 MPa^(-1)),这与GO掺杂显著提高介电层的介电常数有关。当GO含量过高时,传感器灵敏度反而降低,这可能与材料内rGO渗流网络形成有关。所研制的传感器响应性较好,以GO 1.0%质量分数为例,其响应时间约110 ms、迟滞误差1.4%、稳定性良好。该传感器可成功应用于人体手指点击和弯曲运动监测,在柔性可穿戴领域展现出良好的应用前景。
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关键词
熔融混炼
柔性压力传感
热塑性聚氨酯弹性体
氧化石墨烯
柔性可穿戴设备
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职称材料
差速非对称双螺杆挤出制备高性能HDPE/h-BN导热复合材料
3
作者
钟景浚
佘汉文
+3 位作者
郭文帅
陈玉宇
徐百平
谈灵操
《塑料工业》
CAS
2024年第4期104-109,164,共7页
电子元器件的飞速发展对电子设备的散热要求也越来越高。通过使用基于混沌混合原理的差速非对称双螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯(HDPE)/六方氮化硼(h-BN)高导热复合材料,通过微观形貌、导热性能、力学性能等测试分析,研究了螺杆转速对h...
电子元器件的飞速发展对电子设备的散热要求也越来越高。通过使用基于混沌混合原理的差速非对称双螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯(HDPE)/六方氮化硼(h-BN)高导热复合材料,通过微观形貌、导热性能、力学性能等测试分析,研究了螺杆转速对h-BN的剥离与分散混合及其对HDPE/h-BN复合材料性能的影响。结果表明,转速的提升能够改善挤出机对h-BN的剥离分散效果,从而提高导热复合材料的综合性能。当转速为300 r/min时,平面内和平面外方向上的热导率分别达到了7.91和0.38 W/(m·K),与100 r/min时相比,分别提高了7.62%和15.15%,而拉伸强度和断裂伸长率分别提升了2.68%和81.63%。此方法工艺简单、生产效率高,且无需使用有害试剂,为高效规模化制备综合性能优异的高导热复合材料提供了新思路。
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关键词
导热复合材料
差速非对称双螺杆挤出机
螺杆转速
高密度聚乙烯
氮化硼
混沌混合
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职称材料
题名
基于移动粒子半隐式方法的非充满折流板双螺杆流道内混合
1
作者
董沛洲
喻慧文
谈灵操
徐百平
杨芳
机构
五
邑
大学
机械与自动化工程学院
江门市五邑大学高分子智能制造重点实验室
广东海洋
大学
机械工程学院
出处
《化工学报》
北大核心
2025年第1期198-207,共10页
基金
国家自然科学基金项目(12102306)
广东省教育厅重点领域专项(2023ZDZX3039,2020ZDZX2051)。
文摘
为提升传统双螺杆的混合能力,提出一种新型折流板双螺杆,独特的折流板结构可作用于物料的混合,但非充满状态下的流动和混合特性尚不明确。采用移动粒子半隐式方法(MPS)求解了黏性流体非充满输送状态下的两相界面,基于自主研制的全程可视化折流板挤出装备进行非充满输送实验。求解了黏性流体在非充满状态下的速度和压力分布,结合自编程序计算了粒子欧氏距离及有限时间的Lyapunov指数,表征折流板双螺杆的分布混合。结果表明数值模拟自由界面与实验结果保持一致,验证了半隐式方法求解的有效性。粒子示踪结果显示传统双螺杆远离啮合区存在明显的粒子聚并区域及较小平均有限时间的Lyapunov指数。而相对传统双螺杆,折流板双螺杆内欧氏距离和有限时间的Lyapunov指数的平均值较大,分布混合能力优于传统双螺杆。
关键词
折流板双螺杆
移动粒子半隐式方法
非牛顿流体
欧氏距离
混合
粒子图像测速
Keywords
baffled non-twin screw
moving-particle semi-implicit method
non-Newtonian fluids
Euclidean spacing
mixing
PIV
分类号
TQ315 [化学工程—高聚物工业]
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职称材料
题名
熔融混炼制备柔性TPU/rGO介电层及其压力传感性能
被引量：
3
2
作者
吴焕东
肖书平
徐百平
黄嘉荣
徐文华
机构
五
邑
大学
智能
制造
学部
江门市
五
邑
大学
高分子
材料
智能
制造
重点
实验室
出处
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期8-13,共6页
基金
国家自然科学基金项目(11972023,12102306)
五邑大学博士基金项目(BSQD2006)。
文摘
为了探究熔融混炼制备弹性体/导电填料复合材料的压力传感性能及其应用价值,对良好生物相容性的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和氧化石墨烯(GO)进行熔融混炼,该过程中GO发生原位热还原,从而制得柔性TPU/还原氧化石墨烯(rGO)纳米复合材料。以此为介电层组装电容式压力传感器,并进行传感性能测试分析。结果表明,GO的掺杂可有效改善传感器的性能,1.0%GO质量分数时传感器的灵敏度为0.069 MPa^(-1)(0.06~2 MPa),明显高于未掺杂的(0.046 MPa^(-1)),这与GO掺杂显著提高介电层的介电常数有关。当GO含量过高时,传感器灵敏度反而降低,这可能与材料内rGO渗流网络形成有关。所研制的传感器响应性较好,以GO 1.0%质量分数为例,其响应时间约110 ms、迟滞误差1.4%、稳定性良好。该传感器可成功应用于人体手指点击和弯曲运动监测,在柔性可穿戴领域展现出良好的应用前景。
关键词
熔融混炼
柔性压力传感
热塑性聚氨酯弹性体
氧化石墨烯
柔性可穿戴设备
Keywords
melt-mixing
flexible pressure sensing
thermoplastic polyurethane elastomer
graphene oxide
flexible wearable device
分类号
TQ320.6 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
差速非对称双螺杆挤出制备高性能HDPE/h-BN导热复合材料
3
作者
钟景浚
佘汉文
郭文帅
陈玉宇
徐百平
谈灵操
机构
江门市
五
邑
大学
高分子
材料
智能
制造
重点
实验室
出处
《塑料工业》
CAS
2024年第4期104-109,164,共7页
基金
国家自然科学基金项目(11972023,12102306)
广东省教育厅重点领域专项(2020ZDZX2051,2023ZDZX3039)
+1 种基金
广东省重点建设学科科研能力提升项目(2021ZDJS096)
江门市科技计划项目(2023JC01026)。
文摘
电子元器件的飞速发展对电子设备的散热要求也越来越高。通过使用基于混沌混合原理的差速非对称双螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯(HDPE)/六方氮化硼(h-BN)高导热复合材料,通过微观形貌、导热性能、力学性能等测试分析,研究了螺杆转速对h-BN的剥离与分散混合及其对HDPE/h-BN复合材料性能的影响。结果表明,转速的提升能够改善挤出机对h-BN的剥离分散效果,从而提高导热复合材料的综合性能。当转速为300 r/min时,平面内和平面外方向上的热导率分别达到了7.91和0.38 W/(m·K),与100 r/min时相比,分别提高了7.62%和15.15%,而拉伸强度和断裂伸长率分别提升了2.68%和81.63%。此方法工艺简单、生产效率高,且无需使用有害试剂,为高效规模化制备综合性能优异的高导热复合材料提供了新思路。
关键词
导热复合材料
差速非对称双螺杆挤出机
螺杆转速
高密度聚乙烯
氮化硼
混沌混合
Keywords
Thermally Conductive Composite
Non-twin Screw Extruder
Screw Speed
High Density Polyethylene
Boron Nitride
Chaotic Mixing
分类号
TQ320.66 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于移动粒子半隐式方法的非充满折流板双螺杆流道内混合
董沛洲
喻慧文
谈灵操
徐百平
杨芳
《化工学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
熔融混炼制备柔性TPU/rGO介电层及其压力传感性能
吴焕东
肖书平
徐百平
黄嘉荣
徐文华
《工程塑料应用》
CAS
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
差速非对称双螺杆挤出制备高性能HDPE/h-BN导热复合材料
钟景浚
佘汉文
郭文帅
陈玉宇
徐百平
谈灵操
《塑料工业》
CAS
2024
在线阅读
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职称材料
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