ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Смесительный эффект. Методы его количественного описания из "Основные процессы переработки полимеров Теория и методы расчёта" Гидродинамическая теория изотермического вальцевания псевдопластичной жидкости рассматривалась рядом авторов з -. з4 Наиболее полно она изложена в работе . Ниже будут приведены основные положения этой теории. [c.353] Математические модели симметричного и несимметричного вальцевания получают интегрированием уравнения (VI.45) с учетом уравнений (VI.2), (VI.43) и соответствующих граничных условий. [c.355] Следовательно, сечение максимального давления расположено относительно оси у симметрично сечению отрыва. [c.356] Интегрирование выражения (VI.55) в общем случае не удается свести к квадратурам. Поэтому его приходится выполнять численными методами. При выполнении интегрирования следует учитывать изменение знака градиента давлений, происходящее в сечении Типичный пример результатов такого интегрирования, заимствованный из работы приведен на рис. VI. 14. Видно, что увеличение индекса течения приводит к резкому уменьшению величины максимального давления. Значение при этом остается неизменно. [c.357] Очевидно, что при фиксированном значении п уравнение (VI.59) дает однозначную зависимость между и а. [c.358] Решая это интегральное уравнение численными методами, можно при каждом п рассчитать серию значений 1, соответствующих выбранному интервалу значений 1. Пример результатов такого расчета, выполненного для п, равного от 1 до 5, приведен на рис. VI. 15. [c.358] Сопоставление уравнения (VI.55) с уравнениями (VI.28), (VI.30), (VI.32, а), (VI.33), (VI.35) показывает, что во всех случаях введение зависимости эффективной вязкости от среднего градиента скорости позволяет правильно учесть влияние скорости вращения и зазора на основные параметры рабочего процесса. [c.358] Для оценки ошибки, возникающей в результате применения приближенных расчетных формул, сопоставим значения давления, рассчитанные разными способами для случая вальцевания аномальновязкой жидкости с характеристиками п = 2, (Хд = 10 кг-сек /см. [c.358] Расчет ведем для вальцов со следующими параметрами Я = = 100 см, ко = 10 см, и = 40 см/сек, .з = 0,3. [c.358] Следовательно, при необходимости получить точное значение основных параметров процесса нельзя довольствоваться приближенным учетом зависимости эффективной вязкости от средней скорости сдвига, а надо использовать уравнение(VI.55) с последующим численным интегрированием. [c.359] Мощность, необходимая для привода валков вальцов, складывается из мощности, расходуемой на деформацию материала в зазоре между валками и преодоление сил трения в подшипниках валков. [c.359] Мощность, расходуемая на преодоление трения в подшипниках, рассчитывается из выражения (VI.37). Величина распорного усилия определяется численным интегрированием из выражения (VI.56). [c.360] Знак градиента давлений определяется так же, как и в случае симметричного вальцевания. Координата сечения экстремального давления, определенная из условия йР1(1 = О, так же, как и в случае симметричного вальцевания, равна т. е. = —12- се оптимальные параметры процесса вальцевания (давление в зазоре, распорные усилия, вращающий момент) определяются численным интегрированием уравнений, подобных уравнениям (VI.55)—(VI.58). [c.361] Отметим, что так же, как в случае симметричного вальцевания, член [ /( + 2)//г ] / ао имеет размерность вязкости. Поэтому можно в первом приближении принять, что величина эффективного градиента скорости на поверхности валков пропорциональна и (п + 2)//1о. [c.361] Из последних формул видно, что величина запаса и картина линий тока не зависят от угловой скорости валков и полностью определяются геометрией потока и индексом течения полимера. [c.362] При вальцевании хорошо разогретого полибутадиена (доведен ного до полной прозрачности) выходящий из зазора материал течет довольно спокойно и переходит на валок, вращающийся с меньшей скоростью. Назовем этот режим вальцевания режимом А. При понижении температуры, сопровождающемся увеличением эластичности и потерей прозрачности, на поверхности выходящей из зазора струи появляются волны и струя начинает рваться. [c.362] Дальнейшее понижение температуры может привести к двоякому результату. В одних случаях процесс крошения интенсифицируется и полимер дробится в порошок. В других, более часто встречающихся случаях непрозрачная рубашка при дальнейшем понижении температуры вновь прилегает к валку. Теперь валок оказывается заключен в тесно обтягивающую эластичную оболочку, которая обычно остается на медленно вращающемся валке. Назовем этот режим режимом В. [c.363] Если температура продолжает понижаться, жесткая оболочка срывается с валка и превращается в эластичный клин, собирающийся на входе в зазор, причем на этой стадии через зазор теперь прорываются только узкие ленты материала, которые переходят как на передний, так и на задний валок. Этот режим назовем режимом Г. [c.363] Неоднократно делались попытки объяснить особенности поведения вальцуемого материала в зависимости от температуры. Так, Булджин приписывает весь этот эффект явлениям механической кристаллизации. Бианки считает, что особенности наблюдаемого поведения связаны с температурными переходами второго и более высоких порядков. Однако более естественным представляется объяснение Уайта и Токиты , связывающих наблюдаемое явление с особенностями реологических характеристик полимера и характером его напряженного состояния. [c.363] Для построения математической модели вальцевания, учитывающей эластические свойства материала, по-прежнему исходят из уравнения движения сложной среды в напряжениях, пренебрегая массовыми силами и силами инерции. [c.363] Вернуться к основной статье