Химия \ Расчет и выбор материалов и оборудования при проектировании

Проектирование червячного экструдера. Выбор основных геометрических параметров машины в зависимости от перерабатываемого материала и вида изделия в соответствии с требуемой производительностью процесса, страница 3

, т.е. ширина пробки практически не уменьшилась, но объём ее изменился за счет пристенного плавления, скорость которого обеспечила продвижение пробки с постоянной скоростью в продольном направлении.

Длину зоны плавления на участке с постоянной глубиной канала определим по формуле:

Таким образом, расчетная длина соответствующих зон переработки имеет следующие значения:

1.2 Определение энергосиловых параметров

1.2.1 Определение перепада давления в зоне дозирования

В зоне дозирования температура материала повышается от температуры плавления до температуры .Для использования изотермического метода расчета вязкость расплава ПЭВД будем определять для эффективной температуры переработки . Зависимость коэффициента консистенции от температуры можно представить следующей формулой:

Для вычисления эффективной вязкости найдем значение средней скорости сдвиговых деформации для материала в винтовом канале и в зазоре между гребнем витка и внутренней стенкой гильзой:

в винтовом канале червяка

, где — средняя глубина канала в зоне дозирования;

. в зазоре между гребнем червяка и внутренней стенкой гильзы

, где — радиальный зазор, =0,0096(см);

— шаг винтового канала, =3,2(см);

Соответствующие значения эффективной вязкости:

Коэффициенты формы винтового канала: .

Константа вынужденного потока:

Константа потока противодавления:

Константа потока утечек:

Перепад давления в зоне дозирования:

В условиях адиабатического режима переработки в зоне в дозирования приращение температуры материала составит

,где — значение эффективной вязкости расплава при температуре плавления;

с- значение удельной теплоемкости,

Температура материала в конце зоны дозирования

Перепад давления в зоне дозирования при адиабатическом режиме переработки:

1.2.2 Определение перепада давления в зоне плавления

Расчёт давления, развиваемого в зоне плавления, необходимо проводить дифференцированно для участков с разной геометрией области жидкой фазы полимера в винтовом канале. В каждом участке будем принимать усреднённые значения величин и (глубины канала и ширины области с жидкой фазой полимера). В качестве таких участков выделим следующие:

Величина взята как среднее значение ширины области жидкой фазы полимера на каждом из рассматриваемых участков зоны плавления. Предполагалось при этом, что на небольшом участке длины червяка относительный размер близок к линейной зависимости от . Эффективная вязкость подсчитана для каждого геометрического участка при температуре полимера, равной температуре плавления.

Расчёт приращения давления на рассматриваемых участках:

Перепад давления в целом в зоне плавления составит:

1.2.3 Определение перепада давления в зоне питания

Для определения давления в зоне питания нужно знать коэффициенты трения гранулированного полимера по поверхности цилиндра и червяка, а также выделить участки с постоянным тепловым режимом. Коэффициенты трения ПЭВД по стали находим по графику для температуры гранул , при температуре стенки корпуса и при температуре стенки корпуса ; при температуры червяка .

Длина участков с различной температурой стенки корпуса в фактической зоне питания

Давление в начальном участке зоны питания вычислим по формуле.

Параметр , учитывающий увеличение коэффициента трения при малых давлениях, определим приближенно по величине угла естественного откоса гранул в состоянии загрузки;