зона I - це завантажувальний зона, а зона III - дозирующая, або зона видавлювання.
Довжина зон і температура в різних зона екструдера різні, а також різні стану матеріалу, механізми його переміщення і відбуваються фізико-механічні прочісування, тому для пояснення причин переміщення переробляється в циліндрі екструдера використовуються різні фізичні моделі.
Метою курсового проекту є вивчення основних закономірностей.
2. Розрахунок продуктивності екструдера
. 1 Розрахунок загальної об'ємної продуктивності екструдера
Малюнок 2. Перебіг розплаву в каналі дозуючої зони черв'яка.
Робочі продуктивність екструдера і робочий тиск, що виникає в ньому, можуть бути підраховані за спрощеними формулами:
, (1)
, (2)
де A, B, C- коефіцієнти, що характеризують прямий, зворотний потоки і потік витоку відповідно; КГ - константа (пропускна здатність) головки; ? Ч,? Г - в'язкість розплаву полімеру в каналі черв'яка і в голівці відповідно; n- швидкість обертання черв'яка.
Коефіцієнти A, B, C можна знайти за наступними формулами:
, (3)
, (4)
, (5)
де D - діаметр черв'яка; - висота гребеня нарізки черв'яка;
?- Кут нарізки черв'яка; Д - довжина дозуючої зони черв'яка;
?- Зазор між гребенем черв'яка і циліндром;
е - ширина гребеня нарізки черв'яка.
Малюнок 3. Геометричні розміри головки екструдера.
Константа головки (для випадку накладення ізоляції кабелів) розраховується виходячи з розгляду трьох послідовно розташованих ділянок, що роблять найбільший опір розплаву полімеру: решітки (фільтруючих сіток), розташованої на вході розплаву в головку; конусного кільцевого зазору між матрицею і заготівлею. З урахуванням цих зон результуюча константа головки може бути розрахована за формулою:
, (6)
де К1 - пропускна здатність решітки;
К2 - пропускна здатність конічного переходу;
К3 - пропускна здатність циліндричного зазору між матрицею і житловий (калібрує матриці) з геометричним розмірами, (малюнок 3), визначаються за формулами:
, (7)
де m - число отворів; - діаметр отвору; - товщина отвори.
, (8)
, (9)
де Dср - середній діаметр кільцевого отвори між житловою і матрицею;
- радіальна величина кільцевого отвори (визначає товщину ізоляції або оболонки); М - довжина циліндричної частини матриці.
.2 Уточнені методи розрахунку продуктивності екструдера
Уточнені методи розрахунку далеко не завжди доцільно застосовувати, тобто часто можливе використання наближеного методу розрахунку, викладеного раніше. Проте в деяких випадках необхідний облік певних факторів, опущених при отриманні виразів (1) і (2):
· розплав можна вважати ньютонівської рідиною;
· ширина гребеня нарізки черв'яка багато менше ширини каналу;
· температура і в'язкість розплаву постійна по всьому каналу черв'яка;
· гальмівний вплив стінок нарізки настільки мало, що може не враховуватися;
· тиск, створюваний в екструдері, лінійно зростає від початку до кінця дозуючої зони.
Якщо шириною е гребеня нарізки не можна знехтувати в порівнянні з кроком t черв'яка (малюнок 2) коефіцієнти прямого і зворотного потоків визначаються за формулами:
, (10)
, (11)
де t - крок нарізки черв'яка;
е - ширина гребеня.
У реальних умовах нагрів екструдіруемого матеріалу проводиться за рахунок нагріву циліндра. Тіло черв'яка при цьому найчастіше має примусове охолодження. За рахунок цього температура по висоті каналу розподіляється нерівномірно. Тому в'язкість розплаву, навіть для випадку ньютонівської рідини, у поверхні черв'яка і поверхні втулки циліндра буде різною.
За умови лінійної зміни в'язкості розплаву по висоті каналу від в'язкості, обумовленої при температурі поверхні черв'яка, до в'язкості, обумовленої при температурі циліндра в дозуючої зоні, середню в'язкість розплаву в каналі черв'яка можна отримати за формулою:
, (12)
де mц, mЧ - в'язкості розплаву біля поверхні циліндра і черв'яка відповідно.
З урахуванням цього формули (1) і (2) приймають такий вигляд:
, (13)
, (14)
де F1, F1 - коефіцієнти, що характеризують вплив зміни в'язкості по висоті каналу черв'яка на прямий і зворотний потоки відповідно.
Коефіцієнти F1, F1 визначимо по кривих, наведеним на малюнку 4, залежно від величини.
Малюнок 4. Поправочні коефіцієнти, що врахо...
