Адиабатическая экструзия

Для дальнейшего анализа рассмотрим модифицированное уравнение адиабатической экструзии, предложенное Мак-Келви [c.415]

Для упрощения дальнейшего анализа воспользуемся модифицированным уравнением адиабатической экструзии [19, с. 278] [c.434]

Если энергии хватает для нагрева материала До температуры экструзии и тепло от внешних нагревателей не подводится, то процесс называют адиабатической экструзией . Строго говоря, этот процесс не является адиабатическим, так как часть тепла теряется за счет радиации и охлаждения водой. Более точным был бы термин экзотермическая экструзия — экструзионный процесс, в котором тепло возникает за счет работы сил вязкого трения. Но термин адиабатическая экструзия получил более широкое распространение, поэтому в дальнейшем мы будем пользоваться им. [c.57]

Теория адиабатической экструзии впервые была изложена в 1953 г. Мак-Келви в Теории адиабатической работы экструдера . В работе содержится анализ изотермического течения расплава, подтвержденный экспериментами с вязкой жидкостью, и предложен ряд уравнений для адиабатического экструдера. Эти уравнения верны только в приложении к экструдеру для расплава, но автор " распространял их на обычные пластицирую-щие экструдеры. В работе описаны испытания трех различных конструкций червяка, результаты которых сравнивались затем с теоретическими расчетами. [c.57]

Высокоскоростные червяки позволяют проводить процесс экструзии в адиабатических условиях. После начального подогрева поступающего материала вследствие внутреннего трения выделяется достаточное количество тепла для поддержания нужной температуры расплава. При этом отпадает необходимость в подводе тепла извне. [c.188]

Анализ адиабатического процесса экструзии. ..... [c.5]

Физические теории экструзии разработаны лишь для некоторых частных случаев, один из них—термодинамика изотермического процесса—был разобран в работах [2, 7], другой — адиабатический процесс — проанализирован Мак-Келви. [c.248]

Особое внимание теория адиабатического процесса экструзии привлекает с тех пор, как наметилась тенденция применять червячные машины большого размера с быстровращающимися червяками, которые работают при температуре возрастающей по мере продвижения материала по зонам. [c.248]

Из соотношения (7.6) видно, что производительность адиабатического процесса экструзии з висит от отношения АР/АТ. Когда АР==0, Q имеет максимальное значение АР/АТ при этом также равно нулю. По мере перекрытия выходного отверстия сопротивление потоку растет и как ДР, так и АТ увеличиваются, но АР растет быстрее, чем АТ, поэтому их отношение также растет. Когда [c.249]

Рис. 7.6. Зависимость мощности N, развиваемой экструдером, от скорости экструзии п при изотермическом (/), адиабатическом (2) и политропическом (5) режимах работы T1

Выведенные выше уравнения политропической экструзии носят наиболее общий характер. Все известные математические модели экструзии могут быть получены из них введением соответствующих ограничений. Так, принимая в уравнениях (У.76) и (У.140) к = О и /г = 1, получим известную изотермическую модель экструзии ньютоновской жидкости. Полагая = 1 и я = 1, получим известную адиабатическую модель экструзии ньютоновской жидкости Наконец, полагая = 1, а /г 1, получим политропическую модель экструзии ньютоновской жидкости. [c.271]

Действительно, если все необходимое для расплавления продукта количество тепла образуется внутри цилиндра, то при повышении температуры продукта и снижении его вязкости автоматически понизится расход механической энергии на вращение винта и, следовательно, уменьшится доля этой энергии, переходящая в теплосодержание продукта. Как следствие, температура продукта должна снизиться, а его вязкость — возрасти, что направит процесс саморегулирования в обратную сторону. Вместе с тем следует отметить, что высказанное выше предположение о саморегулировании адиабатических машин требует дополнительной экспериментальной проверки, так как оно базируется на теории экструзии все еще недостаточно разработанной для точного расчета параметров процесса. Поэтому в этих машинах следует предусматривать возможность подводя или отвода тепла извне для дополнительного регулирования хода процесса. [c.239]

Температура. Обычно температура расплава при нанесении покрытия составляет 300—315° С. Такая высокая температура необходима для обеспечения лучшей адгезии при минимальных затратах электроэнергии и для повышения производительности машины. Однако при нанесении полиэтиленового покрытия увеличение температуры свыше 315° С приводит к разложению полимера. Большая часть тепла, необходимого для процесса экструзии, подводится через стенки цилиндра, так как тепла, образующегося вследствие превращения механической энергии, оказывается недостаточно. Экструдеры для нанесения покрытия редко работают на адиабатическом режиме, поэтому точность работы систем контроля и регулирования температуры в этом случае имеет большое значение. Для экструдеров рекомендуется применять высококачественные чувствительные регуляторы пропорционального типа. [c.135]

Рассмотрено предварительное смешение порошкообразных материалов, подсушка, адиабатический процесс экструзии, размеры экструдеров, зависимость мощности привода от диаметра шнека, некоторые вопросы теории конструкции головок и ее применение, контроль температуры цилиндра, вопросы производства цилиндров большого диаметра методом непрерывной намотки полиэтиленовой ленты. [c.288]

Математический анализ теории экструзии при адиабатическом и изотермическом режимах. Расчет геометрических параметров шнека для данных материала, производительности и температуры. [c.298]

Нагрев и пластикация материала в адиабатическом червячном экструдере осуществляется вследствие интенсивного перемешивания материала и его трения о поверхность червяка и цилиндра, а также трения между частицами материала. Гомогенизированный материал выдавливается через профилирующую головку таким же образом, как и на обычных экструдерах. При адиабатическом процессе экструзии отсутствует местный перегрев материа-,ла, возможный на обычных экструдерах при контакте материала с чрезмерно нагретыми участками внутренней поверхности цилинд-ра. Благодаря интенсивному перемешиванию и равномерному прогреву всей массы материала создаются условия для улучшения качества экструдируемых изделий [69] — [72].- [c.130]

При адиабатическом процессе экструзии распределение температуры материала по длине червяка определяют из уравнения, по которому можно определить также длину нагнетательной зоны червяка [73] [c.130]

Отнощение коэффициента адиабатического нагревания ДГ к общему необходимому повышению температуры показывает, какую роль играет внутреннее выделение тепла в процессе экструзии. Если это отношение больше единицы, то тепловыделение слишком велико. Следует, однако, заметить, что для некоторых экструзионных процессов может быть выгодным вести их в условиях, близких к адиабатическим. При этом нагревание полимера происходит значительно скорее, чем при нагреве за счет тепла, передаваемого внешним источником. Это ведет к снижению градиента температуры в полимере и тем самым увеличивает однородность температуры экструдата. [c.317]

Бернхардтом, Шенкелем, Мак-Келви, Балашовым и другими исследователями предложены уравнения объемной производительности одночервячного экструдера применительно к изотермическому или адиабатическому процессу. Эти уравнения в известной степени учитывают аномалию вязкости расплава, но не учитывают особенностей реального процесса экструзии — наличия теплообмена и влияния параметров процесса на длину зоны дозирования с учетом фазовых переходов материала. [c.229]

В СССР адиабатическая экструзия исследовалась Михайловым, Малышевым и Дупленко , перерабатывавшими найлон при скоростях от 680 до 3570 об/лшн. Применялся червяк с вакуум-отсосом. Глубина канала в [c.59]

Перед пуском экструдера его внутреннюю полость нагревают до температуры плавления перерабатываемого термопласта. Во время нагрева в полость загружают гранулированный или порошкообразный материал. Электродвигатель включают после раэмягч ения частиц материала. В процессе последующей адиабатической экструзии материал загружают непрерывно (в бункере поддерживается постоянно уровень материала, соответствующий объема бункера). Поддержание необходимой рабочей температуры осуществляется регулированием напряжения, подаваемого к нагревателям тока, и интенсивности водяного охлаждения. [c.140]

Практически большинство процессов экструзии полимеров и эластомеров протекает ни чисто адиабатически, ни чисто изотермически, а по промежуточному политропическому режиму (рис. 7.5). При этом dQФO и dTфO. Вместе с тем анализ крайних идеализированных случаев очень полезен, так как показывает существо этих процессов и количественные соотношения между их параметрами оптимизации и переменными факторами. При этом можно считать, что небольшие червячные машины (с диаметром червяков до 100 мм и хорошими теплообменными устройствами) могут работать, приближаясь к изотермическому режиму, в то время как крупные, мощные машины даже при интенсивном теплообмене работают, практически в автогенном и адиабатическом режимах [8]. [c.247]

Уравнение (У.141) отражает воздействие основных внешних факторов на особенности процесса экструзии. Так, при очень малых значениях коэффициента теплообмена существование перепада температур между корпусом и расплавом не оказывает никакого влияния на коэффициент политропичности и процесс протекает в адиабатическом режиме. Если же а велико, то при малых Н и больших с (когда средняя разность температур положительна) процесс идет с подводом тепла извне, й >> 1 напротив, если велико и средняя разность температур отрицательна, процесс идет с отводом тепла, к<. [c.242]

Заметим, что полиметилметакрилат имеет большую чувстви гельность вязкости к изменениям температуры, в то время как полиэтилен — меньшую. Это имеет большое значение в определении адиабатических тепловых эффектов в экструдерах и для определения однородности при экструзии пленок и листов. [c.53]

ЛИНЫ, и вязкостью термопласта. Тепло, передаваемое от стенок цилиндра, распределяется по толщине полимера и не обеспечивает равномерного нагрева массы по толщине ее. Механическая же работа развивает тепло внутри материала и, следовательно, может создать более равно.мерное его распределение. Мащины, использующие для обогрева в основном. механический источник тепла, называются экструзионными машинами, работающими по адиабатическому режиму. Такие машины имеют высокий коэффициент уплотнения червяка и работают на больши.х скоростях (до 5000 об/.мин. При этом процесс экструзии принципиально не отличается от процесса, проходящего на небольших скоростях. Как в том, так и в другом случае на некоторой части длины червяка полимер находится в виде гранул, а на большей части он ведет себя как неньютоновская жидкость. [c.138]

Первая величина представляет собой эмпирическую величину энергии, затрачиваемой на транспортировку и расплавление полимера, а вторая — энергии, затрачиваем ой на тра нспо ртиро1Вку н создание давления в расплавленной жидкости. Из всего количества энергии экструзионных машин при адиабатическом режиме 80% затрачивается а расплавление полимера, и нагреваиие его до температуры экструзии. [c.138]

Отношение длины червяка к диаметру в этом случае не имеет такого существенного значения, как при малых оборотах червяка. Необходимо отметить, что экструзионная машина, использующая в основном тепло, подводимое извне, может иметь более леа кую конструкцию, она удобнее в работе, управлении и обслуживании и более экономична. К перечисленным недостаткам высокоскоростных машин, работающих по адиабатическому режиму, надо добавить и то, что количество необходимого тепла для экструзии термопласта приблизительно прямо пропорционально производительности машины, а количество тепла, получаемого за счет ме.хани-ческой работы, имеет более сложную зависимость от производительности и изменяется по кривой. Таким образом, эти мац[ины могут применяться лишь ири определенных производительности и давлении. Недостатком адиабатических экструдеров является повышенный износ шнеков. Установлено, что хотя адиабатический режим и обеспечивает возможность получения более гомогенной расплавленной массы, однако, при использовании внешнего источника тепла при нормальных условиях хорошее перемешивание можно обеспечить и за счет работы червяка. Для того, чтобы поверхность теплопередачи была достаточной, необходимо отношение длины червяка к его диаметру порядка 15—20 1. В ФРГ большей частью применяют экструзионные машины с отношеашем 1 0 = 20 1. В США отношение Г О для экструзионных машии достигает 24 и выше. [c.139]

Экструзия полиэтиленового покрытия проводится при высокой температуре, равной 300°С. При этом достигается необходимая адгезия при минимальных затратах электроэнергии, а также в максимальной степени используется производительность экструзионно-ламинирующе-го оборудования. Экструдеры для нанесения покрытий работают не в адиабатическом режиме, поэтому точность системы контроля и регулирования температуры оказывает большое влияние на качество покрытия. В связи с этим рекомендуют прИ1менять на экструзионно-ламини-рующих установках чувствительные терморегуляторы пропорционального тина. [c.81]

Развитие современных шнековых прессов для пластмасс, как указывалось в гл. 1, берет свое начало от шнековых прессов для резины. Для этих машин, питание которых производится свеже-разогреты.м и свежепластифицированным материалом, подогрев требуется в большинстве случаев только в начале работы. В дальнейшем они работают с охлаждением, чтобы отвести избыток тепла, образующегося в результате преобразования механической энергии шнека. В противном случае может произойти преждевременная вулканизация или разложение перерабатываемой резиновой смеси в канале шнека. Само собой разумеется, что современные шнековые прессы для резины отличаются многочисленными конструктивными и рабочими деталями от старых образцов. Однако по-прежнему типичным для экструзии резино-вых смесей является, по-существу, автогенный (но не адиабатический) процесс, [c.39]

При адиабатическом способе работы (ф = 0) и исполнении щнека, а также формующего инструмента в соответствии с правилами моделирования О-шнек развивает такое же давление экструзии р, как До-шнек. В случае же неадиабатического режима работы давление растет пропорционально (ОЮо) . Это следует учитывать при расчете отдельных деталей формующего инструмента (дорно- [c.152]

ИЗ специфических значений Од и Л о- То же самое относится к глубине нарезки шнека /г и константе мундштука к. Рис. 143 и 144 наглядно иллюстрируют это для глубин нарезки / 1 и и для производительности. Обычно у машин, работающих по автогенному способу, глубина нарезки меньше и число оборотов шнека больше, чем у машин с внешним обогревом. Определяющим для производительности (если отвлечься от обратного потока, непрерывно растущего пропорционально давлению экструзии) является произведение глубины нарезки на число оборотов шнека. Рис. 144 показывает, что если исходная производительность Со адиабатически работающей машины меньше, чем машины, снабженной внешним обогревом (и в данно.м случае также охлаждением), то линия 0 = С[0,Юо) адиабатической машины в широком интервале диаметров проходит ниже соответствующей линии обогреваемой (и в данном случае также охлаждаемой) машины. Адиабатически работающие машины с больши.м диаметром шнека позволяют достичь больших производительностей, чем обычные машины, если соответствующие конкретные технологические процессы удовле [c.163]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология