ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимосвязь основных параметров, определяющих производительность и температурный режим процесса из "Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта" Суммарное давление, развивающееся на выходе из червяка, представляет собой алгебраическую сумму давлений, создаваемых в пределах каждой из рассмотренных выше зон. [c.261] Из уравнения (V.194) видно, что осевое усилие при повышении температуры уменьшается. [c.264] Из уравнений (V.188) и (V.191) следует, что даже при отсутствии противодавления (Р . = 0 = 0) осевое усилие не равно нулю. Его величина оказывается тем значительнее, чем выше вязкость среды, чем больше скорость вращения червяка и чем меньше угол подъема винтового канала. [c.264] С увеличением аномалии вязкости продольная компонента осевого усилия уменьшается. Несколько сложнее влияет скорость вращения червяка. Так, при экструзии в изотермическом [режиме оказывается пропорциональна Л/ - . Поэтому при увеличении скорости вращения Tz возрастает. При работе в политропическом режиме с увеличением N величина R может не только увеличиваться, но и уменьшаться. Следовательно, увеличение скорости вращения может сопровождаться как уменьшением, так и увеличением Тг в зависимости от соотношения факторов, определяющих его величину. [c.264] Известно, что всегда имеет место значительное скольжение пробки относительно стенок винтового канала. Это приводит к тому, что угол 0, определяющий направление действия силы трения, всегда оказывается очень невелик (3—5°). Поэтому обычно компонента осевого усилия, возникающая в зоне питания (загрузки), невелика и при обычных инженерных расчетах ею можно пренебречь. Существование этой составляющей следует принимать во внимание только при анализе специальных режимов работы экструдера (например, вытягивание червяка из подшипников при включении машины со снятой головкой). [c.265] Мощность, необходимая для привода червяка, складывается из мощности, рассеиваемой в пределах зоны дозирования, мощности, рассеиваемой в пределах зоны плавления и зоны питания, и мощности, рассеиваемой в головке. [c.265] Наибольший интерес представляет определение мощности, рассеиваемой в пределах зон дозирования и плавления, поскольку именно здесь расходуется основная мощность привода. [c.265] Из механизма движения расплава в пределах зоны плавления следует, что основная мощность расходуется на тангенциальную деформацию расплава в тонком слое толщиной б, прилегающем к внутренней поверхности корпуса. [c.266] Считая, что температура в этом слое равна среднему значению между температурой стенки корпуса и температурой плавления, определим напряжения сдвига, действующие на поверхности твердой пробки. [c.266] Мощность, рассеиваемая на участке зоны питания, равна работе сил внешнего трения в пределах этой зоны. [c.266] Суммарная мощность, рассеиваемая в зоне питания, определится интегрированием этого выражения по длине зоны питания. Если воспользоваться экспоненциальной зависимостью для давления и принять, что коэффициенты трения /ь и по всей длине остаются неизменными, то результат получится в явном виде. [c.266] В том случае, если канал червяка в пределах зоны питания имеет переменное сечение (например, конический сердечник), приходится прибегать к методу ступенчатой аппроксимации. [c.267] При расчете по уравнению (V.205) следует иметь в виду, что размерность длины в этом уравнении — см, силы — кгс и времени — сек при этом размерность мощности — кет. [c.267] Обратим внимание на то, что с увеличением коэффициента политропичности энергоемкость процесса экструзии уменьшается. При неизменной исходной температуре и постоянной величине коэффициента политропичности единственная возможность изменения удельных энергозатрат состоит в регулировании давления экструзии. Поскольку при повышении давления одновременно повышается температура, удельные энергозатраты возрастают. Известно, что величина удельных энергозатрат может рассматриваться как своеобразный критерий качества гомогенизации, поэтому из уравнения (У.206) следует, что можно управлять однородностью экструдата, регулируя давление на выходе из червяка. Такой способ управления процессом экструзии нашел довольно широкое применение и известен под названием метода дросселирования . [c.267] Анализ выражения (V.207) показывает, что величина работы гомогенизации тем больше, чем больше относительная величина мощности циркуляционного течения, чем выше температура экструзии, чем меньше величина коэффициента политропичности и чем выше давление в головке. Отсюда следует, что можно управлять степенью гомогенизации не только увеличивая давление, но и увеличивая интенсивность охлаждения, поскольку при этом резко уменьшается величина коэффициента политропичности k. [c.268] Увеличение длины червяка оказывает существенное влияние на величину степени гомогенизации, поскольку увеличение длины немедленно вызывает приращение температуры, а это в свою очередь уменьшение величины к, что сразу же резко сказывается на удельном расходе энергии, приводя к его увеличению. [c.268] Уравнения (V.140)—(V.205) представляют, по-существу, математическую модель экструдера, работающего в политропическом режиме. [c.268] Из последнего выражения следует, что величина / , характеризующая разогрев расплава, при увеличении скорости вращения и неизменной производительности будет возрастать несколько быстрее, чем Л/ / , поскольку второй член стоящего в скобках выражения с увеличением скорости вращения убывает примерно пропорционально Следует иметь в виду, что на практике постоянства производительности можно добиться только при условии одновременного увеличения сопротивления головки. При неизменной величине сопротивления головки увеличение скорости вращения червяка приводит к увеличению объемной производительности. При этом одновременно может увеличиваться и длина участка плавления. [c.269] Из уравнения (У.212) следует, что возможны два основных варианта изменения В у в зависимости от N. [c.269] Полученные выводы полностью соответствуют экспериментальным данным Штаркмана , Маддока и Бухалтера исследовавших влияние скорости вращения червяка и температуры стенок корпуса на температуру расплавов полимеров, и результатам, полученным при изучении экструзии резиновых смесей . [c.270] Вернуться к основной статье