Зона плавления экструдера распределение температур

Математическое описание процессов, происходящих в экструдерах, перекачивающих расплавы, справедливо и для пластицирующей экструзии. Однако при этом необходимо дополнить его описанием движения твердых частиц полимера в загрузочных бункерах под действием гравитационных сил, а также описанием распределения давления, условий образования сводов и зависания в бункере, распределения температуры и давления в зоне питания методом расчета длины зоны задержки и распределения давления и температуры в пробке гранул, описанием интенсивности плавления и изменения ширины пробки вдоль зоны плавления, включающим определение средней температуры расплава, перетекающего из тонкой пленки в область циркулирующего запаса. Далее необходимо располагать методами расчета мощности, потребляемой в зонах питания, задержки и плавления, а также методами предсказания условий, вызывающих флуктуации производительности экструдера. Казалось бы, можно свести всю задачу моделирования к описанию полей скоростей, температуры и напряжений как в твердой, так и в жидкой фазах, из которых можно рассчитать все другие интересующие нас переменные. Однако в случае пластицирующей экструзии получить строгое решение задачи гораздо труднее, чем в случае экструзии [c.433]

В пластицирующем экструдере можно выделить два самостоятель ные участка транспортировки. Первый участок расположен непо средственно за областью плавления здесь можно применять модели описанные в предыдущем разделе, без какой-либо модификации Кроме того, транспортировка расплава происходит в слое расплава который граничит с твердой пробкой. На этом участке ширина слоя по мере продвижения по каналу увеличивается. Более того, непрерывно увеличивается также и массовый расход находящегося перед толкающей стенкой расплава в результате притока расплава из пленки. Обе эти величины, а также средняя температура пленки расплава могут быть рассчитаны на основании модели плавления. Следовательно, модель движения расплава в зоне дозирования можно использовать для приблизительного расчета локального градиента давления и изменения температуры в пределах малых шагов расчета, используя средние значения локального расхода и локальную ширину слоя расплава [2, 27]. На рис. 12.20 представлены результаты таких расчетов. При этом предполагают, что процесс плавления оказывает сильное влияние на процесс нагнетания расплава, а возможное влияние последнего на плавление пренебрежимо мало. В действительности расплав, находящийся перед пробкой, сжимает ее и создает на ее поверхности тангенциальные напряжения, которые наряду с вязким трением в пленке расплава и силами трения, действующими у сердечника червяка и винтового канала, определяют распределение напряжений в твердой пробке передней стенки. Попытки такого анализа взаимодействия двух фаз, которые в принципе могут позволить прогнозировать деформационное поведение пробки, ее ускорение и разрушения, можно найти в работах [13, 28]. [c.452]

Объемный расход поступательного течения определяет производительность экструдера и, следовательно, лимитирует скорость движения пробки гранул в пределах зон питания и плавления. Циркуляционное течение возникает вследствие существования составляющей скорости относительного движения в направлении, перпендикулярном оси винтового канала, увлекающей расплав в этом направлении. Двигаясь поперек канала, поток встречает толкающую стенку и направляется вдоль нее ко дну канала, а затем в обратную сторону. Циркуляционное течение обеспечивает гомогенизацию расплава, выравнивает распределение температур и позволяет использовать экструзию для смешения. [c.241]

Производительность и устойчивая работа экструдера определяются стабильной подачей и установившимся характером движения материала в смешанной зоне питания и пластикации. Экструдер работает устойчиво только при движении расплавленного материала по спиральной траектории. Условия возникновения и устойчивости такого движения расплава еш е полностью не выяснены. Сейчас их подбирают для каждого материала опытным путем, при этом добиваются необходимого распределения температур в зоне питания и пластикации, изменяя зазор между корпусом и диском, а также скорость вращения диска. Любая элементарная частица материала, попадающая в зазор, под действием радиального давления перемещается к центру корпуса, пересекая цилиндрические сечения с постоянным радиусом. Во всех точках таких сечений скорости сдвига равны (вследствие симметрии и однородности поля скоростей сдвига). Так как механическая энергия превращается в тепловую, то постепенно нри прохождении расплава через зазор вязкость материала выравнивается по всему объему. Таким образом, в дисковом экструдере генерация тепла, необходимого для нагрева и плавления материала, связана с процессом внутреннего трения. Вследствие этого необходимая продолжительность пластикации и гомогенизации материала резко сокращается, что особенно важно для нетермостабильных материалов. [c.266]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология