固体推进剂在国防军事及航天航空领域得到了广泛的应用,为火箭和各类导弹提供了必要的动力。作为国防力量的一种保障,其制造装备及工艺得到各国研究者的关注。作为固体推进剂的混合加工设备,同向双螺杆挤出机因其连续化生产及安全性能高等优点而倍受青睐。本课题针对固体推进剂用小型双螺杆挤出机采用数值模拟的方法对混合段进行了放大设计研究。本课题采用Mckelvey相似放大方法对小型机混合段螺杆元件进行了放大设计,利用POLYFLOW仿真软件对药浆在小型机和大型机混合段螺杆元件流道中的混合过程进行了等温和非等温数值模拟,从累积停留时间、平均回流系数、剪切应力、压力和温度等方面表征了药浆在螺杆元件流道中的分布混合能力、分散混合能力和安全性能,结果表明药浆在大型机混合段螺杆元件流道中的分布混合性能和分散混合性能均优于小型机,安全性能相近。对螺纹元件的结构参数进行了正交试验设计,选择啮合比、导程和螺杆和机筒之间的间隙为试验因素,以分布混合能力、分散混合能力和安全性能作为评价指标,结果表明高啮合比和大的螺杆和机筒之间的间隙有利于提高分布混合能力和安全性能。对药浆在不同捏合盘厚度和不同捏合块错列角流道中的混合过程进行了等温和非等温数值模拟,结果表明随着捏合盘厚度的增加,分布混合能力减小,分散混合能力增加,安全性下降;随着错列角的增加,分布混合能力和分散混合能力得到提高,但温升变化大,安全性下降。利用几何相似放大方法设计了四种大型机混合段的螺杆构型,对药浆在四种螺杆构型流道中的混合过程进行了模拟分析,结果表明大型机采用分散布置的螺杆构型有利于提高药浆的混合效果及混合过程的安全性能。