Вальцевание жидкости

Тензодатчик для замера давлений устанавливался в одном из валков (диаметр 0,254 м), и его показания записывались при различных режимах, соответствующих как каландрованию, так и вальцеванию. На рис. 10.28 сравниваются экспериментальные профили давления при использовании пластифицированного поливинилхлорида (к сожалению, в работе не приведена кривая течения) и теоретические кривые для ньютоновской и степенной моделей. Использовался метод сравнения Мак-Келви [11], основанный на подборе значений к, обеспечивающих совпадение максимумов давления. Для ньютоновской жидкости хорошее согласование между экспериментальными и теоретическими данными наблюдается в области Р> [c.339]

Вальцы — это эффективный диспергирующий смеситель. Как отмечалось в разд. 11.5, при диспергирующем смешении разрушение агломератов происходит при достижении некоторого критического напряжения сдвига. Из гидродинамического анализа вальцевания, приведенного в разд. 10.5, следует, что частицы жидкости в зависимости от их радиального положения в зазоре между валками подвергаются различным максимальным напряжениям сдвига. Поэтому количественная оценка диспергирующего смешения требует описания функции распределения максимальных напряжений сдвига. Поясним это следующим примером. [c.400]

Третий метод, основанный на решении дифференциальных уравнений движения вязкой жидкости в области деформации, дает достаточно стройную и ясную картину процесса. Этот метод описания процессов вальцевания и каландрования обычно называют гидродинамическим. Здесь не учитывается динамика процесса (ускорения малы, поэтому ими пренебрегают), поэтому правильнее его называть гидромеханическим. [c.117]

Ориентация при течении возникает при воздействии внешней силы на расплав полимера, например при перемешивании, вальцевании или при пропускании полимерного расплава через узкое отверстие (зазор, сопло). Макромолекулы, находящиеся в расплавленном полимере в виде гибких, тесно переплетенных друг с другом и хаотично расположенных клубков, при этом определенным образом ориентируются. Ближний порядок отдельных сегментов клубкообразных макромолекул при быстром охлаждении сохраняется и в твердом полимере ( замороженное состояние , см. раздел 1.4.2), если переход жидкость — твердое тело протекает слишком быстро для того, чтобы могла произойти компенсация внутренних напряжений (релаксация). [c.39]

В соответствии с выбранным методом изложения в начале VI главы ( Вальцевание ) подробно рассмотрено движение вязкой жидкости в пространстве между двумя вращающимися валками. Анализ качественной картины движения жидкости позволяет понять природу циркуляционного течения и объяснить смесительное воздействие, которому подвергается перерабатываемый материал. Математические модели процесса вальцевания строятся с различными степенями приближения. [c.12]

В то же время известно, что все существующие математические модели вальцевания совершенно игнорируют процесс теплопередачи и построены в изотермическом приближении. Наиболее распространены гидродинамические теории, моделирующие вальцевание полимеров течением вязкой ньютоновской жидкости В ряде работ делается попытка рассмотреть течение аномально-вязкой жидкости Наконец, в работе рассмотрено движение обобщенной жидкости, способной к развитию эластических деформаций. [c.342]

ВАЛЬЦЕВАНИЯ НЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ [c.342]

Для вывода основных уравнений теории изотермического вальцевания ньютоновской жидкости рассмотрим схему движения, приведенную на рис. VI.5. Анализ движения материала проводим в прямоугольной системе координат, оси которой ориентированы так, как это показано на рис. 1.5. [c.342]

ВАЛЬЦЕВАНИЯ ПСЕВДОПЛАСТИЧНОЙ ЖИДКОСТИ [c.353]

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]

В результате расчета по формулам теории вальцевания ньютоновской жидкости получаем, что величина давления в зазоре при = О равна (при л, = 10 /гз) [c.358]

Несимметричное вальцевание псевдопластичной жидкости [c.360]

Подробное исследование линий тока проводилось только применительно к симметричному вальцеванию псевдопластичной жидкости 33, 34 Используя уравнение неразрывности (VI.2) и выражение для градиента давлений (VI. I), можно получить соотношение, описывающее распределение второй компоненты поля скоростей [c.361]

IX. 5. Гидродинамическая теория вальцевания вязкоэластичных жидкостей 387 [c.6]

Анализ условий перехода от режима течения к режиму высокоэластической деформации потребовал использования более общей модели, в качестве которой принята обладающая способностью к высокоэластическим деформациям жидкость второго рода. Такая модель не дает строгого количественного описания процесса, но весьма полезна для выбора технологических параметров вальцевания новых полимеров. [c.13]

Из изложенного выше очевидно, что вальцевание представляет собой политропический процесс деформации среды, обладающей как аномалией вязкости, так и высокоэластичностью. В то же время известно, что все существующие математические модели вальцевания совершенно игнорируют процесс теплопередачи и построены в изотермическом приближении. Наиболее распространены гидродинамические теории, моделирующие вальцевание полимеров течением вязкой ньютоновской жидкости [11 —16 17, с. 227]. В ряде работ делается попытка рассмотреть течение аномально-вязкой жидкости [16]. Наконец, в работе [18] рассмотрено движение обобщенной жидкости, способной к развитию эластических деформаций. [c.367]

IX. 3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ВАЛЬЦЕВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ, ОБЛАДАЮЩИХ СВОЙСТВАМИ НЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ [c.367]

Первые попытки создания математической теории вальцевания полимеров, основанной на моделировании среды вязкой ньютоновской жидкостью, можно найти уже в работах Ардичвили [13] и [c.367]

Для вывода основных уравнений теории изотермического вальцевания рассмотрим схему движения, приведенную на рис. IX. 3. Дифференциальные уравнения движения материала записываем в форме уравнения Стокса без учета массовых сил (считаем, что жидкость несжимаема, траектории частиц материала мало отличаются от параллельных, квадратичными членами инерции пренебрегаем) [c.368]

IX. 4. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО ВАЛЬЦЕВАНИЯ МАТЕРИАЛА, ОБЛАДАЮЩЕГО СВОЙСТВАМИ ПСЕВДОПЛАСТИЧНОЙ ЖИДКОСТИ [c.378]

Гидродинамическая теория изотермического вальцевания материалов, обладающих свойствами псевдопластичных жидкостей, рассматривалась в работах [10, 16, 17, 21, 32—34]. Основные положения этой теории будут приведены ниже. [c.378]

Для оценки ошибки, возникающей в результате применения приближенных расчетных формул, сопоставим значения давления, рассчитанные различными способами для случая вальцевания аномально-вязкой жидкости, с характеристиками п — 2, = = 10-3 мПа-с /г. [c.383]

В результате расчета по формулам теории вальцевания ньютоновской жидкости получаем, что давление в зазоре (Н = 0) равно при 1 — 10 Па с- , Р( = 0) — 6,2 МПа. [c.383]

НЕСИММЕТРИЧНОЕ ВАЛЬЦЕВАНИЕ МАТЕРИАЛА, ОБЛАДАЮЩЕГО СВОЙСТВАМИ ПСЕВДОПЛАСТИЧНОЙ ЖИДКОСТИ [c.384]

IX. 5. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВАЛЬЦЕВАНИЯ ВЯЗКОЭЛАСТИЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ [c.387]

Изложенные в предыдущих разделах выводы полностью игнорируют эластические свойства полимерного материала. Поэтому с их позиций соверщенно невозможно объяснять ряд эффектов, наблюдающихся при вальцевании реальных полимеров. В особенности это касается вальцевания каучуков и резиновых смесей. Гидродинамическая теория вальцевания вязкоэластичной жидкости, предложенная То китой и Уайтом [18], в какой-то мере восполняет этот пробел. Ниже изложены основные положения этой теории. [c.387]

Если подойти к этому режиму со стороны более низких температур (переход от режима В к режиму Б), то наблюдаемые явления можно отождествить с дроблением хрупкого материала на мелкие части. С другой стороны, если вначале вальцевание проводится в режиме А, а затем в результате понижения температуры переходит в режим Б, то возникают явления, аналогичные дроблению поверхности , наблюдающемуся при истечении расплавов полимеров [29, 30]. Как это было показано в работе [31], этот неустойчивый режим возникает при критическом значении критерия Вайссенберга. Следовательно, возмущения проявляются только тогда, когда высокоэластические напряжения становятся соизмеримы с напряжениями, возникающими вследствие вязкого трения. Таким образом, упругие силы в процессе вальцевания полимеров являются своеобразным аналогом сил инерции в потоках идеальных жидкостей, поскольку именно они являются причиной нестабильного течения. [c.390]

Математическая модель неизотермического каландрования строится в предположении, что реологические свойства полимера могут быть описаны степенным уравнением (111.22). Кинематическая картина движения и все упрощающие предположения остаются такими же, как в случае симметричного вальцевания псевдопластичной жидкости. С учетом этих допущений математическая модель, в которую входят уравнения движения, уравнение неразрывности, уравнение теплопроводности, реологическое уравнение, а также начальные и граничные условия, имеет вид [c.409]

Координату I определяли по формулам, полученным в теории изотермического вальцевания псевдопластичной жидкости, и в дальнейшем уточняли но специальной подпрограмме исходя из условия — = I. [c.410]

Для описания закономерностей поведения материала, обрабатываемого на вальцах, обычно используется гидродинамическая теория вальцевания. В ее основу положено уравнение Навье — Стокса, описывающее течение несжимаемой жидкости, совместно с уравнением неразрывности потока и краевыми условиями, учитывающими поведение материала вблизи поверхностей валков. При этом принимаются следующие допущения. [c.24]

Для вальцов характерен сложный механизм течения под действием перепада давления, наложенного на вынужденное течение жидкости между непараллельными пластинами. В разд. 10.5 было показано, что валки на вальцах могут вращаться с различными окружными скоростями, вследствие чего в зазоре вальцов возникают сдвиговые деформации и при соответствующем температурном режиме на одном из валков образуется слой вальцуемого материала. Величину зазора между валками устанавливают в зависимости от адгезионных свойств вальцуемого материала, от его способности прилипать к поверхности одного из валков. Некоторые материалы имеют склонность прилипать только к определенному валку (например, бутил-каучук покрывает валок, вращающийся с большей скоростью). Уайт и Токита [27 ] исследовали влияние реологических свойств эластомеров на их поведение при вальцевании. В процессе вальцевания постоянно подрезают вальцуемое полотно и многократно пропускают его через зазор вальцов, вследствие чего происходит перераспределение элементов поверхности раздела внутри системы. На меленьких вальцах эта процедура осуществляется вручную, и степень усреднения смеси зависит от мастерства оператора. На больших вальцах нож оператора заменяет крутящееся колесико или плуг, которые непрерывно режут вальцуемое полотно на ленты и перераспределяют их. Такое перераспределение необходимо, по- [c.397]

Сырой каучук недостаточно пластичен для механических операций в процессах производства. Хотя он может быть пластицирован действием тепла и растворителей, но тепло, вероятно-вследствие химического эффекта, приводит к понижению его качества, растворители же оказываются л1ало применимыми вследствие плохой растворимости сырого каучука и вязкости получающейся жидкости. Однако было установлено, что если каучук заставить течь при высоких напряжениях сдвига, то его пластичность, может быть увеличена до любого предела без существенного понижения качества конечного продукта. Эта операция носит название вальцевания или мастикации. [c.409]

Наиболее простая модель основана на известном решении Тарга (качение твердого цилиндра по слою вязкой ньютоновской жидкости). Для учета аномалии вязкости в полученные расчетные формулы вводится эффективная вязкость, определяемая по величине среднего градиента скорости в минимальном сечении зазора. Более точная математическая модель вальцевания строится с учетом аномалии вязкости. При переходе от расчета по приближенной к расчету по точной модели качественная картина не претерпевает никаких изменений. Существенная разница наблюдается только в величине кинетостатических параметров процесса (давления, распорные усилия, мощность привода и т. д.), величина которых при приближенном подсчете оказывается на 30—40% ниже, чем при расчете по формулам точной теории. [c.12]

Анализ условий перехода от режима течения к режиму высоко-эластической деформации потребовал использования более общей модели, в качестве которой была взята жидкость второго рода. Такая модель, разработанная в соответствии с подходом Токиты и Уайта, не дает строгого количественного описания процесса, но весьма полезна для выбора технологических параметров вальцевания новых полимеров. Оценка смесительного воздействия сделана применительно к картине течения, возникающего при вальцевании ньютоновской жидкости. Даже такое приближение позволяет ввести в качестве меры смесительного воздействия величину удельной деформации сдвига, что гораздо правильнее использования широко распространенного на практике критерия, которым является число пропусков материала через зазор вальцов. [c.13]

Первые попытки создания математической теории вальцевания полимеров, основанной на моделировании среды вязкой ньютоновской жидкостью, можно найти уже в работах Ардичвили и Кузнецова Несколько позже гидродинамический анализ процесса вальцевания был независимо проведен в США Гаскеллом а в СССР — Р. В. Торнером и Г. В. Добролюбовым Все эти подходы по существу аналогичны подходу, содержащемуся в ранней работе И. В. Мещерского, посвященной гидродинамической аналогии прокатки металла, идея которой прекрасно развита в работе С. М. Тарга [c.342]

К валковым смесительным машинам относятся вальцы и краскотер ки Несмотря на конструктивную простоту вальцов, теория вальцевания реальных нолимерных материалов до сих пор не разработана. Попытки создания упрощенных теорий на основани] отождествления условий переработки полимерных материалов с пластическим течением твердого тeлa или вязкой ньютоновской жидкости не дали исчерпывающих результатов. Использование критериальных зависимостей 2, хотя и полезно для решения производственных задач, но не позволяет описать особенности поведения полимерного материала при вальцевании. В этом плане наибольшие возможности обеспечивает гидродина мическая теория вальцевания, основанная на допущении о ньютоновском поведении мате-риала . Из нее следует, что, хотя при вальцевании материала в нем возникают значительные сдвиговые деформации, они не оказывают удавлетворительного смешивающего действия (так как все линии тока замкнуты), но способствуют возникновению ориентации поверхностей раздела в гетерогенной системе и молекулярной ориентации (каландровый эффект), которые особенно проявляются при равенстве окружных скоростей валков. Устранение явлений ориен- [c.273]

СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ — процесс, при к-ром под влиянием различных факторов изменяется состав и структура полимерных молекул. В результате старения обычно ухудшаются механич. и электрич. свойства полимеров. Различают два вида С. п. — деструкцию, нри к-рой длинные цепочки полимерных молекул расщепляются, и структурирование — образовапие трехмерного полимера (см. Структурирование поли.черов). С. п. при высоких темн-рах в отсутствии кислорода обычно паз. термич. деструкцией. С. п. значительно ускоряется в присутствии кислорода или воздуха. 0к1гсление полимера может инициироваться под влиянием тепла (термоокислительная деструкция) и света (фотоокислительная деструкция). Деструкция под влиянием Y-лyчeй носит название радиационной, а под действием механич. сил (напр., ири вальцевании) механохимической. Часто С. п. развивается под влиянием различных агрессивных жидкостей или газов, нанр. кислот, щелочей и газообразного хлора. Во всех случаях деструкция может сопровождаться структурированием. При деструкции мол. вес полимера надает, а при структурировании возрастает. [c.510]

Введение хлорфторуглеродов в СКФ-32 уменьшает вязкость резиновых смесей и их усадку при вальцевании, в два и более раза снижает давление и время литья, увеличивает объемную скорость истечения резиновой смеси через литьевой канал [143]. Хлорфторуглеродные жидкости сокращают время изготовления резиновых смесей на вальцах и улучшают распределение наполнителя в каучуке. После вальцевания резиновая смесь, содержащая хлорфторуглеродную жидкость, имеет более гладкую глянцевую поверхность, что положительно сказывается на качестве заготовок для прессовой вулканизации. Резиновые технические детали (прокладки, клапаны), изготовленные из модифицированных резиновых смесей в плунжерно-литьевых пресс-формах при давлениях в 2 раза ниже обычных, не имеют дефектов типа муар и нераспрессовки , характерных для жестких фторкаучуков, и полностью соответствуют требованиям технических условий. [c.122]