在高分子材料加工的混炼设备中，密炼机是应用最为广泛的间歇式混炼设备。密炼机转子作为密炼机的核心部件，一直是人们研究的重点。随着汽车工业及其它各行业的快速发展，尤其在节能和效率方面更高标准的提出，对密炼机的性能也提出了更高的要求。由于密炼机混炼过程十分复杂，过去人们开发一种新型转子或密炼机的某个部件或进行配方设计或改进加工工艺，需花费大量的人力和物力，才能得出结论。现在人们利用三维软件可设计新型转子或者新研发的密炼机，然后利用有限面分析软件，可在计算机上模拟各种不同条件的混炼过程，指导新型转子的研发乃至整台密炼机的设计，从而缩短了新产品的研发时间。　　 本文以密炼机的工作原理为基础，运用专业流体软件动态模拟了密炼机不同转子构型的流场，分析流场各个参数的变化规律以及对胶料分散混合的影响。首先从黏性流体角度出发，运用专业黏弹性流体软件对其不同转子构型的胶料的三维等温非牛顿流场进行了动态模拟，通过各个参数的分析与研究，得出了各个参数随时间的动态变化规律。再在流场模拟结果的基础上，又进行了混合任务的模拟，并运用数学统计学对流场的参数进行统计分析，表征了胶料的混合分散情况。根据模拟分析结果，得出了不同转子构型流场的优缺点，来为设计效率更高的密炼机转子构型提供理论依据。　　 通过对四棱异步、四棱同步、啮合转子以及八棱同步各个流场参数的分析对比，得到以下结论：　　 1.转子混炼过程的流场中，转子螺棱的推进面有一个高压区域，而螺棱的背面有一个低压区域。同步转子所产生的压力差最大，异步转子次之，啮合转子产生的压力差最小。　　 2.胶料的轴向运动可以促使不同截面的胶料进行混合，这有利于胶料的分布混炼，其中四棱同步转子和啮合转子流场的胶料轴向流动流速最快；八棱同步转子次之；而异步转子流场最差。并且这种轴向流动使胶料在转子两端具有规律的来回运动，四棱同步转子的轴向流动周期为1s，啮合转子的轴向流动周期为1s，八棱同步转子的轴向流动周期为0.5s，异步转子的轴向流动比较混乱。　　 3.每一种转子构型流场的剪切速率概率函数随时间变化不大，也就是说每一个时间点，加入到密炼室内的具有同剪切速率范围的粒子比例大致相同；而最大剪切速率的概率是时间的方程，也就是随着时间的增加，达到最大剪切速率的粒子在不断增加，说明随着混合的进行，更多粒子经历了更高的剪切速率。而胶料受到的总剪切速率随着时间的变化而变化，不同转子构型流场的总剪切速率不同，其中八棱同步和四棱同步转子流场的总剪切速率最高，啮合最小，说明同步转子的剪切作用比其他转子构型要强，对物料的粉碎作用也较强，即对分散混炼有利。　　 4.不同的转子构型以及不同的转速形成密炼机流场中剪切流动和拉伸流动所占比例不同，正是这种比例不同造成其混合指数也不同。从混合指数概率函数曲线可以得出，剪切型转子流场中的每一时刻，处于弱剪切流场的粒子普遍小于40％，处于拉伸流动的粒子大约5％；而啮合型转子流场中的每一时刻，处于弱剪切流场的粒子普遍大于40％，而处于拉伸流动的粒子相对较多。并由最大混合指数概率函数曲线得出，八棱同步转子流场的混合指数普遍最低，说明其剪切作用在整个转子转动过程中占主导位置。　　 5.从浓度场随时间的变化情况，可以得到轴向流动的强弱以及各个截面混合指数的高低直接影响胶料的分散与分布混炼情况，也就影响胶料的混炼效率。其中四棱同步转子的混合效率和混合质量最高。