ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Движение материала в зоне питания из "Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта" Если предположить, что непосредственно под загрузочной воронкой червяк работает как транспортер, то в идеальном случае траектории движения отдельных частиц должны были бы быть прямыми линиями, параллельными оси червяка. По мере продвижения сыпучей массы (гранулы или порошок) по каналу червяка механизм движения материала ме-няется. Постепенно происходит уплотнение частиц, которые в конечном итоге образуют монолитную массу — пробку, перемещающуюся в канале червяка как единое целое. [c.255] Движение пробки происходит под действием сил трения, которые приложены к пробке как со стороны стенок винтового канала, так и со стороны внутренней поверхности корпуса. [c.255] Для вывода основных уравнений движения пробки рассмотрим упрощенную модель экструдера. Однако в отличие от ранее рассмотренной схемы относительного движения червяк неподвижен — корпус движется рассмотрим систему корпус неподвижен — червяк движется (рис. .22.). Точка А отмечает определенную точку материала пробки, совпадающую с соответствующей точкой винтового канала в начальном положении. [c.255] Канал червяка движется снизу вверх со скоростью 7 за время т он перемещается на расстояние АВ. Одновременно под воздействием сил трения движется и пробка материала, которая перемещается из точки А в точку А. Следовательно, вдоль канала пробка продвигается на расстояние ВА. [c.255] Схема движения материала в зоне загрузки корпус неподвижен — червяк движется. [c.255] Фа — угол подъема винтового канала на половине глубины канала. [c.256] Обратим внимание, что величина объемного расхода, определяемая уравнением (V.182), в два раза превышает объемный расход, который имел бы место в случае перемещения жидкости червяком с такими же размерами при условии нулевого противодавления. Иначе говоря, объемный расход зоны загрузки равен удвоенной производительности вынужденного потока, рассчитанного для этой зоны. [c.256] Интересно рассмотреть второй предельный случай, соответствующий условиям, при которых движение пробки прекратится. [c.257] Из уравнения (V.179) видно, что этот случай соответствует условию 0 = 0. Из уравнения (V. 180) следует, что это условие выполняется при FJFb — os ф. Следовательно, чем больше угол подъема винтового канала, тем больше должна быть разница между величиной силы трения, действующей на материал со стороны червяка, и величиной силы трения, действующей на материал со стороны корпуса. Наконец, при значениях ф, приближающихся к 90 , устойчивая работа зоны питания возможна только при условии Д / . По мере уменьшения угла подъема винтового канала величина отношения сил трения все меньше зависит от разницы в значениях коэффициентов трения. [c.257] Известно, что при работе экструдера соотношение сил трения колеблется в довольно широких пределах, поскольку изменение скорости вращения червяка, температуры корпуса, давления в головке и прочих факторов всегда влияет на величину коэффициентов трения и, следовательно, на значение угла 0. [c.257] Из всего сказанного следует, что для расчета зоны питания необходимо знать величину коэффициента трения пары полимерная пробка—металл и его температурную зависимость. Подобных сведений почти нет в справочной литературе, поэтому на рис. V.23 приведены диаграммы, заимствованные из работы Некоторое представление о величине коэффициента трения при комнатной температуре дают также данные, приведенные в табл. V.2. [c.257] Резкое падение коэффициента трения, наблюдающееся при нагреве полистирола, является причиной часто возникающего при его переработке затрудненного повторного пуска. Оказывается, что если при остановке экструдера температура стенки корпуса в зоне питания за счет теплопередачи от более горячих зон превысит 12Г С, коэффициент трения резко упадет, и подача материала прекратится. Один из возможных способов устранения перебоев в подаче материала при повторном пуске — это кратковременное снижение температуры остальных зон экструдера до температуры, не превышающей 121° С. [c.259] Уменьшение производительности зоны загрузки или даже полное прекращение питания более вероятны для червяков с большим углом подъема. Поэтому на практике величина угла подъема винтового канала редко превышает 18—20°. Обычно из чисто технологических соображений червяки делают с шагом, равным наружному диаметру. При этом ф = 17°42. [c.259] Тадмор, исследовавший влияние температуры корпуса и основных параметров режима на фактическую длину зоны питания, приводит таблицу экспериментально определенных значений длин зоны питания, выраженных в числе шагов червяка (табл. У.З). В этой таблице величина 1т — расстояние от загрузочной воронки до сечения, в котором температура стенки корпуса равна температуре плавления Г . [c.261] Из таблицы следует, что длина зоны питания не ограничивается сечением корпуса, в котором температура стенки достигает температуры плавления. Фактическая длина зоны питания оказывается несколько большей, причем между величиной параметра Н и относительным увеличением длины зоны питания за пределы сечения, в котором температура стенки корпуса достигает температуры плавления, суш,ествует однозначная зависимость, иллюстрируемая графиком, приведенным на рис. У.24. [c.261] Таким образом, фактическая длина зоны питания // определяется как сумма расстояния до сечения, в котором температура корпуса достигает температуры плавления, и приращения длины, определяемого уравнением (У.187). [c.261] Вернуться к основной статье