单螺杆挤出机是作为重要的聚合物加工装备之一,在挤出工业多年的发展中,高产能、高效率,高速化、低能耗已经成为单螺杆挤出机发展的基本趋势。作为挤出机生产加工的第一段,固体输送段承担着物料输送、提升物料温度的作用,其所需的能耗占单螺杆挤出机中总能耗的很大一部分,因此,为了达到降低能耗、提高产能的目的,明确固体输送段能量转变方式是至关重要的。但是,现有可参考的理论和文献中大都是针对熔融塑化段的研究,而对固体输送段的热能转变的研究是比较少的。已有研究大都认为固体输送段内部物料的热能来自机筒热传导和摩擦生热,然而聚合物导热系数比较低,要想在固体输送段十分短暂的停留时间内将机筒表面的温度传至整个螺槽是基本是不可能的。经过研究发现固体输送段中的粒子在传输过程中会产生较大的塑性变形,塑性变形会产生塑性能量耗散,引起物料的温度变化,这就为研究固体输送段物料的温升开辟了新的道路。针对以上问题,本文首先运用FLOW2000软件对单螺杆挤出机物料输送、熔融情况进行模拟,获得相应的初始数据。同时,对固体输送个中复杂的输送条件做出合理的简化假设,构建了计算模型,并全面分析计算了粒子受力。利用ANSYS软件对物料塑性变形进行模拟,分析模拟结果,并推导了物料塑性能量耗散的方程,最后计算出了塑性能量耗散,同时分析研究了塑性能量耗散的影响因素。研究表明固体输送段中所有粒子都会在机筒内压力作用下发生塑性变形,变形会产生塑性能量耗散,使得物料温度升高,螺槽中超过70%的粒子温升所需的热量基本来自于粒子塑性变形产生的塑性能量耗散。粒子的塑性能量耗散是粒子升温的主要热量来源,其大小会受到粒子自身材料属性和外部条件的影响。同时文章对比分析了挤出机固体输送段中机筒热传导和摩擦生热的传热情况,结果表明这两种方法生热效率低,能耗较大。与之对比,塑性能量耗散的热转换的效率比较高,也比较节能。文章为之后固体输送段能量转变方式的研究提供了新的思路,奠定了固体输送段塑性能量耗散理论基础。