ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы расчета формующего инструмента из "Основные понятия о конструкционных и технологических свойствах пластмасс" Известно, что при больших скоростях течение ньютоновских жидкостей становится неустойчивым и ламинарный режим переходит в тур булентпый, подчиняющийся другим закономерностям. [c.93] Течение расплавов полимерных материалов подчиняется закону Ньютона только при очень малых скоростях, не имеющих практического применения в процессах переработки. С повышением скоростей свойства расплавов, как правило, уже не описываются законом Ньютона, хотя вследствие очень высокой вязкости ламинарное течение сохраняется. [c.93] Коэффициент А является постоянной величиной только для одного канала при данной температуре. [c.94] Типичные экспериментальные данные, на основании которых принимается уравнение (40), представлены на рис. 33, где по вертикальной оси отложен перепад давления в капиллярах, а по горизонтальной — объемный расход, по которому рассчитываются значения средних скоростей течения, прямо пропорциональные расходу. В логарифмических координатах экспериментальные точки располагаются вблизи параллельных прямых, что дает основание применять уравнение (40). [c.94] Величина т]п является реологической характеристикой расплава и поэтому в установившихся режимах течения для заданной температуры не должна зависеть от размеров капилляра. Отсюда следует, что при изменении значений й 1л I коэффициент А меняется так, что значение т1п остается постоянным. [c.95] При выполнении тех или иных расчетов с помощью формул для т]п находят количественную зависимость между средней скоростью течения v, перепадом давлений Ар и геометрическими размерами каналов. [c.96] К сожалению, применительно к условиям переработки пластмасс в изделия эти формулы не дают удовлетворительных результатов, поскольку они относятся к установившимся режимам течения, которые не достигаются в реальных условиях. [c.96] В первом приближении величину С можно считать не зависящей от размеров капилляра, т. е. можно считать, что С является реологической характеристикой расплава в неустановившемся режиме течения при заданной температуре. Уравнение (45) записано на основании экспериментальных данных, полученных на капиллярах диаметром от 1 до 10 жж с отношением длины к диаметру в пределах от 4 до 24. Вне этих пределов уравнение неприменимо вследствие сильного влияния входового эффекта при малых длинах и вследствие перехода к установившемуся режиму течения при больших длинах капилляров. Тем не менее с помощью этого уравнения выполняются, например, почти все расчеты, относящиеся к экструзии, поскольку очень короткие и очень длинные каналы применяются сравнительно редко. [c.96] Обе реологические характеристики т1 и С имеют размерность кГ/см ) -сек. При п= размерность этих величин оказывается такой же, как у коэффициента вязкости т) в уравнении (39), поэтому г)д и С можно называть коэффициентами вязкости неньютоновской жидкости в установившемся и неустановившемся режимах течения соответственно. [c.97] Здесь / — площадь поперечного сечения канала на входе /д — боковая поверхность канала д — объем канала (3— объемный расход у — плотность расплава. [c.97] По формулам (47) и (48) вычисляются средние значения о и т для каналов любой формы с постоянным по длине поперечным сечением. Они применимы также для каналов с непараллельными, прямолинейными в направлении течения стенками при небольших углах между ними, не превышающих нескольких градусов. Для широких каналов щелевидной формы формулы (47) и (48) могут применяться к отдельным участкам поперечного сечения, если нет перетекания расплава с одного участка на другой. В этих случаях при вычислении /б учитывают только смачиваемые поверхности стенок канала. [c.97] Совместное решение уравнений (47) и (48) с уравнением (45) позволяет найти количественную зависимость между геометрическими размерами каналов и реологическими параметрами материала. [c.97] Для решения практических задач нужно знать величину коэффициента С, который может быть рассчитан с помощью формул (40) и (46) по результатам испытания расплава на капиллярных вискозиметрах с цилиндрическим капилляром. Значение Сии для некоторых материалов приведены в табл. 4 (см. ниже). [c.97] Приведенные в таблице значения п к С получены по результатам испытаний при экструзии, поэтому область применения их для конкретных расчетов ограничена определенными рамками в отношении скоростей течения, температур и размеров каналов. Течение в каналах литьевых форм происходит со значительно большими скоростями, чем при экструзии. Поэтому п имеет большие значения по сравнению с приведенными в таблице и, следовательно, коэффициент С, в размерность которого входит п, также будет принимать значения, отличающиеся от перечисленных в таблице. [c.98] Закономерности, о которых говорилось выше, описывают течение расплавов при одной постоянной температуре. С изменением температуры реологические характеристики меняются очень сильно. На этом, собственно, основаны все способы переработки пластмасс в изделия, состоящие в нагреве материала для придания ему текучести при формовании и в последующем охлаждении для устранения текучести с целью фиксирования формы изделия. [c.98] Количественная оценка температурной зависимости текучести расплава основывается на следующих экспериментально установленных закономерностях. [c.98] Коэффициенты В и в уравнениях (49) и (50) зависят от размеров и формы капилляра. Кроме того, каждое значение коэффициента В соответствует только одному значению расхода О, а коэффициента О — только одному значению перепада давления Ар. Величину к, подобно показателю п для узкого интервала скоростей и температур, приближенно можно считать постоянной вне зависимости от геометрии капилляра и температуры. [c.98] Эта величина характеризует влияние температуры на текучесть расплава. Чем больше к, тем быстрее возрастает текучесть с повышением температуры. Значения температурного коэффициента к для некоторых материалов приведены в табл. 4. [c.99] Температурная зависимость коэффициентов вязкости Т1 и % выражается уравнениями, аналогичными (51), поскольку закономерность, выраженная формулой (49), является общей для всех жидкостей. [c.99] Таким образом, реологические свойства пластмасс в условиях переработки характеризуются следующими величинами. [c.99] Вернуться к основной статье