вують вплив зміни в'язкості по висоті каналу черв'яка на прямий і зворотний потоки.
Бічні стінки каналу черв'яка, за рахунок тертя між ними і розплавом полімеру, чинять гальмівний вплив на розплав. Це призводить до зміни розподілу швидкостей розплаву по осі, паралельної осі обертання черв'яка.
З урахуванням цього формули (1) і (2) приймають вигляд:
, (15)
, (16)
де F2, F2 - коефіцієнти, що характеризують гальмівний вплив бічних стінок каналу на прямий і зворотний потоки відповідно. Коефіцієнти залежать від ставлення висоти до ширини каналу черв'яка і визначаються з графіків на малюнку 5.
Малюнок 5. Графіки залежності коефіцієнтів, що враховують гальмівний вплив нарізки черв'яка.
Ширина каналу черв'яка визначається за формулою:
. (17)
Так як розплави полімерів не є ньютоновскими рідинами, швидкість зсуву шарів впливає на в'язкість розплаву. Для обліку цього впливу необхідно знати значення швидкостей зрушення в каналі черв'яка головки.
З деяким наближенням можна вважати, що розподіл швидкостей визначається переважно прямим потоком, тобто швидкості розплаву змінюються по висоті нарізки черв'яка лінійно. Зворотний потік і потік витоку значно менше прямого потоку, тому практично не впливають на швидкість зсуву в каналі черв'яка і можуть не враховуватися. Виходячи з цього швидкість зсуву розплаву в черв'яка може бути знайдена за формулою:
, (18)
Визначення швидкостей зрушення в каналах головки значно складніше. Для цих розрахунків потрібно знати витрата потоку, що проходить через ці канали. Щоб провести розрахунок припускають, що через канали головки проходить Qp, розрахований в першому наближенні без урахування залежності в'язкості від швидкості зсуву.
Значення швидкостей зсуву в решітці (порожнина 1), конічному переході між дорном і матрицею (порожнина 2) і в калібрує матриці (порожнина 3) визначається наступними формулами:
У порожнині 1:
, (19)
де m - число отворів в решітці; - діаметр отвору.
У порожнині 2:
, (20)
де Rср.вх, Rср.вих - радіуси середнього кола на вході і виході конусної кільцевої щілини;
dвх, dвих - радіальні розміри кільцевої щілини на вході і виході конусного переходу.
У порожнині 3:
, (21)
За розрахованими значеннями швидкостей зрушення при відомих температурах в голівці і матриці визначимо значення в'язкості розплаву за графіками, даних у завданні. Визначивши значення в'язкості розрахуємо уточнене значення робочої об'ємної продуктивності:
, (22)
Якщо отримане значення робочої продуктивності буде відрізнятися від попереднього значення, то проведемо уточнення розрахунку. Для цього останнім отримане значення продуктивності використовуємо для уточнення швидкостей зрушення в ділянках головки, тобто підставляємо його у формули (19) - (21) для отримання нових уточнених значень швидкостей зрушення в'язкості. Потім знову обчислюємо робочу продуктивність і порівнюємо її з отриманої на попередньому етапі. Таким чином, тривають розрахунки до тих пір, поки розбіжність у розрахункових значення продуктивності на двох наступних етапах не складе заданої точності розрахунку величини.
Робочий тиск на вході в головку екструдера може бути розрахована як:
, (23)
При великих швидкостях руху через головку екструдера жила забирає із собою певну кількість розплаву. Поправка, на яку слідують збільшити розрахункову робочу продуктивність екструдера за рахунок руху жили через головку, визначається виразом:
, (24)
де dж - діаметри жили; v - швидкість руху жили; Dм - діаметр циліндричної частини матриці.
Швидкість руху жили розрахуємо за формулою:
, (25)
де S - поперечний переріз накладається шару ізоляції.
Остаточна продуктивність екструдера відповідно виходить як сума розрахованих значень робочої продуктивності та поправки на рух жили:
. (26)
За отриманими даними побудуємо для кожного температурного режиму графіки залежностей продуктивності екструдера і швидкості руху жили від швидкості обертання черв'яка.
3. Розрахунок продуктивності екструдера при різних температурах його головки
Розрахунок проводиться для двох температур головки екструдера: tГ1=150? С, tГ2=190? С і для п'яти значень швидкості обертання черв'яка: n=1; 2; 3; 4; 5 об/сек.
Проведемо детальний розрахунок для першого температурного режиму tГ1=150? С при n=1 об/с.
Для другого температурного режиму і для решти швидкостей обертання черв'яка розрахунок проводиться аналогічно, отримані розрахункові значення зводяться в таблиці.
В...
