Наконец, как отмечалось ранее, червячные экструдеры имеют участки червяка с коническим сердечником; различные профили давления, которые могут быть получены с помощью геометрии непараллельных пластин, объясняют наблюдаемые экспериментально осевые профили давления на таких участках. Соотношение между расходом и падением давления для участка червяка с коническим сердечником можно получить из уравнения (10.4-6), принимая | = = 1. После нескольких преобразований получим:[1, С.332]
Таким образом, нами из элементарных стадий составлена «полная» модель рассматриваемого процесса. Без особых затруднений такую модель можно распространить на любой червяк, состоящий из комбинации винтовых каналов постоянной глубины и участков с коническим сердечником, используя уравнение (12.1-3) отдельно для каждой секции и рассчитывая увеличение давления вдоль червяка по (12.1-1в). Для конусных участков с коническим сердечником можно использовать поправочный коэффициент из уравнения (10.4-9). Таким образом, выражения для вынужденного потока и потока под давлением увеличиваются соответственно на 2/(1 + |„) и 2/?0 О + to), где ?0 = Н0/Н1 (Н0 — глубина винтового канала на входе в секцию, а Я, — на выходе); Я в уравнении (12.1-3) заменяют на Н0.[1, С.423]
Уравнение (10.4-9) сводится к уравнению (10.2-6) при ? = 1. Следовательно, величины 2/(1 + Го) и 2/[Г„ (1 + Г0) ] могут рассматриваться как «поправочные коэффициенты», в случае применения теории течения между параллельными пластинами к червякам с коническим сердечником.[1, С.332]
Конструкция червяка является наиболее важным фактором, влияющим на качество экструдируемого изделия. Поэтому ей уделяется очень большое внимание. Шаг винтового канала большинства червяков равен диаметру. Такие червяки называют червяками с диаметральным шагом. Угол подъема винтового канала у них составляет 17,6°. Они имеют глубокую зону питания, назначение которой — захват и равномерная транспортировка легкого сыпучего твердого полимера, и мелкий винтовой канал на конце, обеспечивающий тщательное перемешивание и генерирование давления в расплаве. Этот последний участок уменьшает чувствительность процесса к изменениям технологических параметров и образует зону червяка с высокой стабильностью объемного расхода, демпфирующую и сглаживающую возникающие ранее флуктуации расхода. Обе эти зоны соединяются между собой промежуточной зоной с коническим сердечником.[1, С.15]
Следует отметить, что на участке червяка с коническим сердечником давление снижается на 35 %.[1, С.440]
Лучшими условиями для плавления на участке червяка с коническим сердечником являются такие, при которых ширина твердой пробки остается примерно постоянной. Вполне допустимо также и умеренное увеличение ширины пробки. Результаты экспериментов по исследованию профиля пробки показаны на рис. 12.17 — 12.19. Как это следует из модели, во всех случаях ширина пробки в зоне питания (вплоть до 12 витка) непрерывно уменьшается; изменение наклона происходит в начале участка червяка с коническим сердечником (зона сжатия); при этом для полиамида наблюдались случаи закупорки, для ПЭВД — устойчивая и постоянная ширина пробки,[1, С.446]
К. аналогичному выводу можно прийти, если рассмотреть процесс плавления в червяке с коническим сердечником с начальной глубиной канала Я и конусностью A —dHldz. В этом случае выражение (12.2-25) принимает вид[1, С.445]
Из сравнения выражений (12.2-31) и (12.2-29) видно, что протяженность зоны плавления в червяке с коническим сердечником всегда меньше, чем в червяке с каналом постоянной глубины. Более того, чем больше конусность, тем короче зона плавления, однако существует предельное значение конусности, превышение которого может привести к тому, что ширина твердого слоя будет иметь тенденцию к увеличению, а не к уменьшению (площадь поперечного сечения, разумеется, всегда уменьшается), что может вызвать закупорку винтового канала червяка, увеличение скорости движения пробки и возникновение автоколебаний. Обычно участки червяков с коническим сердечником характеризуют степенью сжатия, т. е. отношением глубины канала в зоне питания к глубине канала в зоне дозирования, хотя из изложенного выше ясно, что зону плавления следует характеризовать именно конусностью червяка, а не степенью сжатия. На рис. 12.16 показано влияние конусности сердечника на форму рассчитанного профиля твердой пробки. Ширина твердой пробки уменьшается, если Л/г|? < 1, остается постоянной, если ЛЛр = 1, и увеличивается при Л/ор > 1. Все эти случаи наблюдались экспериментально. Увеличение ширины твердой пробки означает, что уменьшение глубины канала оказывает большее влияние, чем интенсивность плавления. Такая ситуация часто возникает на участках червяка с коническим сердечником, следующим за зоной питания с постоянной глубиной канала. Таким образом, в начале конического участка X < W, и увеличение X не вызывает колебаний производительности и не нарушает механизм плавления с принудительным удалением расплава. Если же плавление начинается на участке червяка с коническим сердечником и Л/гр > 1, то может оказаться, что устойчивое плавление по указанному механизму не удастся реализовать. В этих условиях плавление может происходить по другому, упоминавшемуся ранее механизму, например за счет диссипативного плавления — смешения. К сожалению, до настоящего времени отсутствует исчерпывающая информация по этим альтернативным механизмам плавления, а теоретические методы, позволяющие предсказать тот или иной механизм плавления в каждом отдельном случае, пока не разработаны.[1, С.446]
На участке червяка с коническим сердечником используется, в принципе, тот же самый метод, но расчет профиля пробки производят по выражению (12.2-25). Конусность сердечника равна:[1, С.451]
Некоторые экструдеры оснащаются червяком с ярко выраженной зоной плавления, представляющей собой участок червяка с коническим сердечником, располагающийся между зоной питания и зоной дозирования.[2, С.245]
В этом разделе рассмотрено плоское слабо сходящееся течение псевдопластичной жидкости. С подобной формой движения приходится иметь дело при рассмотрении течения материала в канале червяка с коническим сердечником, в зазоре между гребнем лопасти смесителя и его стенкой и т. п. При постановке задачи будем исходить из схемы движения, представленной на рис. 11.25.[2, С.119]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.