单螺杆挤出机中凝胶与黑点问题的设计分析与故障诊断：基于计量段流动、压降及温度调控的综合研究

为解决单螺杆挤出机生产过程中常见的黑点(gels)和凝胶(black specks)问题，研究人员通过精确预测计量段(metering section)的流速和温度，建立聚合物黏度模型，系统分析了螺杆通道深度、剪切稀化(shear thinning)特性等关键参数对流动和压降的影响。研究对比了传统机筒旋转理论(Barrel Rotation theory)与螺杆旋转理论(Screw Rotation theory)的差异，并利用玻璃机筒挤出器实验揭示了螺杆元件对泵送能力、停留时间(residence time)和混沌混合(chaotic mixing)的作用机制，为工艺优化提供理论支撑。

　　

在单螺杆挤出机(single-screw extruder)的工艺诊断中，黑点与凝胶缺陷常成为生产的"头号公敌"。研究团队通过精密计算计量段(metering section)的熔体流速和温度场，首次将螺杆通道深度、剪切稀化(shear-thinning)效应与聚合物黏度(polymer viscosity)的动态关系纳入统一分析框架。有趣的是，当对比经典的机筒旋转理论(Barrel Rotation theory)和新兴的螺杆旋转理论(Screw Rotation theory)时，数据表明后者能更精准预测熔体温升(temperature rise)和流动行为。

通过透明玻璃机筒(glass-barrel)的"可视化"实验，研究人员像观察血管中的血流般追踪了熔体流动——发现螺杆的每个元件都像交响乐中的乐器，协同调控着泵送压力(pressure drop)、物料停留时间(residence time)以及混沌混合(chaotic mixing)的"舞蹈节奏"。这些发现为解密生产中的"黑点谜团"提供了全新的显微镜和解码器。