近年来，橡胶作为高分子材料的重要一员已在国民经济的各个领域得到了广泛的应用。间歇式密炼机是混炼过程中关键的设备，其结构的改进和整体性能的提高是橡胶行业研究的目标。然而，由于传统经验设计法存在设计周期长，材料损耗大的巨大缺陷，因此缩短设计周期，减少资金技术投入，已经成为国内外各个密炼机研究团队的研究重点。当前，随着流体动力学（CFD）技术、数值模拟技术、CAD、CAE技术和实验检测技术的发展，结合密炼机的设计方法，模拟各种不同工艺条件和不同转子构型下的橡胶胶料的混炼过程已经成为可能。因此，采用CFD技术对对橡胶在密炼室内的混炼过程进行模拟计算，全面直观的研究橡胶混炼机理，研究不同转子构型，不同工艺参数对橡胶混炼过程各场量的影响，对于进一步提高混炼质量、混炼效率，缩短密炼机结构的设计周期、开发橡胶混炼新工艺、和新型转子具有重要的理论和实际意义。　　 本文以密炼机的流变理论为基础，运用POLYFLOW有限元分析软件，采用网格叠加技术、时间步进算法对不同配方，不同转速下4WH型和ST型转子有限元模型的橡胶混炼流场进行流场模拟。针对橡胶实际混炼过程的特点，本文首先采用网格重叠技术，定义流场中的转动部件，进行橡胶混炼模型的离散化：其次定义橡胶混炼过程中胶料的物性参数及边界条件，为得到不同混炼胶料的物性参数，本文进行了橡胶流变指数测试实验，并对测得的数据运用Carreau方程进行曲线拟合，从而得到满足橡胶混炼过程粘度变化规律的Carreau粘度模型物性参数，用于有限元模型的求解；离散模型建立好之后通过Picard粘度迭代、时间步进法，对橡胶混炼过程转子转动一周的有限元模型粘度模型进行求解，从而得到不同配方、不同转速、不同时间步，4WH型、ST型转子混炼模型的压力场、速度场及粘度场模型。对模型的压力场，速度场理论分析发现，4WH型转子由室壁两侧向中心的流动趋势较明显，而ST型转子既有向中心的明显流动，还有明显的短棱轴向推进的流动。　　 为了验证模拟结果的正确性，本文进行了相应的橡胶混炼试验，采用两种胶料配方，多种工艺参数，采集各个时刻橡胶混炼过程中的功率、压力、温度变化曲线。通过对橡胶混炼稳定区域之后单个时间区域内相同测压点模拟压力值和实测压力值曲线图的对比，发现实测压力曲线与理论压力曲线同时存在波浪式的波动，变化的趋势及类型一致；对粘度场的研究中，引入转子构型对黏度的影响因子Ф，研究不同配方、不同转速下影响因子Ф的值，通过Ф理论与Ф实验对比发现，配方对影响因子的作用较大，转速的增加对影响因子Ф的作用不大，Ф理论与Ф实验误差范围在12．8％以内。同时对建立的橡胶混炼过程功率公式，通过引入构型与功率影响因子和系数修正，得到实验功率与理论功率的误差在5％范围内，可用于生产实际中对混炼过程中消耗功率的分析。通过模拟结果与实验结果的对比发现，本论文建立的模型可行。模拟结果对实验具有很好的指导作用，可用于橡胶混炼过程混合分布流动、剪切分散效率及粘度场与功率的分析，并可用来指导新型，高效转子设计。