双螺杆挤出机是聚合物加工的主要设备之一,它是用来对现有的聚合物进行化学改性的设备,而大多数反应都是放热的,所以挤出机应该具有良好的换热能力。如今常见的机筒换热方式是钻孔式冷却,其最大的缺点是换热不均匀,从而影响聚合物的质量。本文的目的是研究出一种温度场均匀的高效的换热装置。热管是一种常见的高效、可靠且结构简单的换热器。因此本文提出了一种新型的换热装置,将重力式热管运用在机筒的冷却中。根据现有的双螺杆挤出机的相关资料数据,对重力式热管机筒的结构进行了设计,设计出一个结构为夹套式的热管式机筒,其工作温度范围为180℃～260℃。然后,根据热管式机筒的结构,建立了一个简化的数值模型,用FLUENT软件对其进行数值模拟,研究该热管内部的传热和流动,论证该机筒冷却设计的可行性。最终模拟得出该热管式机筒稳定工作后,机筒内壁面温度分布十分均匀,机筒壁面温度也在要求范围内。在模拟验证了热管式机筒的可行性之后,对该热管式机筒实物进行制造加工,然后进行实验并与传统的钻孔式机筒进行对比。实验结果表明,在加热冷却后,热管式机筒的均温性优于传统钻孔式机筒。最后对热管式机筒的工作参数进行了研究,分别在不同充液率、冷却水流量、工作介质和加热功率下进行了实验。最后根据实验结果,得出最佳的冷却方案是,当加热功率为11kW时,充液率选为0.35,冷却水流量选为180L/h,该条件下换热效率达到了89.5%。