Градиент давления в канале шнека

Рис. 5.13. Изменение скоростей VQ (а) и (5) по глубине канала шнека при положительном и отрицательном градиенте давления йр1(1 .

При постоянстве поперечного сечения канала и при постоянной вязкости материала уравнение (9) может быть выражено в форме зависимости от геометрических размеров шнека, так как градиент давления при этом постоянен и, следовательно. [c.23]

Поскольку у набегающей грани выступа шнека давление наиболее высокое, то по ширине и глубине канала создаются градиенты давлений dp/dz и dp/dr. Под действием осевого градиента давления dp/dz расплав течет от набегающего выступа вдоль оси Z по кольцевому каналу. При этом скорость на поверхностях цилиндра и шнека равна нулю, а в средней части канала максимальна. Радиальный градиент давления dp/dr обусловливает появление циркуляции расплава у напорной грани. Однако ввиду большой ширины канала по отношению к его глубине (b/h iv л 15-f-20), циркуляционные вихри образуются на сравнительно небольшом участке канала шнека, примерно на ширине Ьд = 2h. В остальной части канала расплав течет вдоль оси z под действием градиента давления. Схема течения расплава показана на рис. 5.10. Как видно из рисунка 5.10, расплав в канале шнека совершает вращательное движение вокруг оси цилиндра и одновременно течет вдоль оси по кольцевому зазору между цилиндром и поверхностью шнека. При этом у набегающей грани выступа нарезки образуется циркуляционный поток. Кроме этого, под действием [c.119]

На производительность экструдера и степень гомогенизации расплава оказывает влияние также поток утечек. Как уже было рассмотрено ранее, при движении выступов винтовой нарезки шнека по ширине канала создается осевой перепад давления, под действием которого между напорной и противоположной гранями выступа появляется градиент давления йр г с1г, вызывающий течение расплава в радиальном зазоре между выступом шнека и цилиндром. Датчик давления, установленный в стенке цилиндра, показывает, что измеряемое давление меняется во времени на величину А Рк- при подходе напорной грани оно максимально, а у противоположной грани уменьшается (рнс. 5.18). [c.123]

Рассмотренная схема течения характерна для случая, когда отсутствует перепад давления вдоль винтового канала. Обычно в зависимости от давления, развиваемого в конце зоны плавления, и сопротивления формующей головки экструдер может работать в двух режимах. В том случае, когда в зоне загрузки и плавления создается низкое давление, зона дозирования работает как нагнетающий насос и давление к выходу из экструдера повышается, т. е. в зоне дозирования имеется отрицательный градиент давления (рис. 5.11). В результате часть расплава течет по винтовым каналам шнека в направлении к зоне плавления со скоростью Уд,,, которая совпадает по направлению со скоростью Vq, возникающей от вращения шнека (рис. 5.12,6). При увеличении давления в головке перепад давления вдоль винтового канала возрастает, поэтому скорость v p также повышается (рис. 5.12, а). При геометрическом сложении векторов скорости Удр и vq изменяется эпюра скорости течения расплава в тангенциальном направлении (рис. 5.13). Таким образом, чем больше перепад давления, тем [c.120]

В том случае, когда давление на входе в зону дозирования больше, чем на выходе, экструдер работает в дросселирующем режиме, т. е. в зоне дозирования течение расплава происходит с уменьшением давления по длине канала шнека и градиент давления в тангенциальном направлении становится положительным ф/ 0 > 0. Причем, чем больше давление в формующей головке р , тем меньше градиент давления, и при высоком давлении в головке режим работы может смениться на насосный. Градиент давления зависит от перепада давления в зоне дозирования и характеризуется tgг)) (рис. 5.14). [c.121]

Рассмотренная физическая модель движения расплава в каналах шнека отличается качественно от моделей, описываемых в литературе, где условно принимают, что шнек закреплен неподвижно, а цилиндр вращается в противоположную сторону с угловой скоростью Юц. Если рассмотреть эпюры скоростей с неподвижным шнеком в сечении, перпендикулярном винтовому каналу, следует, что часть потока движется вместе с цилиндром, а другая часть под действием градиента давления — в противоположную сторону (рис. 5.17, а). Из этого можно заключить, что по ширине канала создается циркуляционный поток, который обеспечивает гомогенизацию расплава. Если же перейти к реальным условиям, т. е. начать вращать шнек, как было рассмотрено ранее, то эпюра скорости и г принимает другой вид (рис. 5.17, б). Из рис. 5.17 видно, что расплав по ширине канала движется поступательно, а циркуляционный поток возникает только у напорной грани нарезки шнека. [c.122]

Производительность экструдера в значительной степени зависит от глубины канала шнека в зоне дозирования. Так, при работе с более глубокими каналами нарезки шнека производительность возрастает, однако характеристика такого экструдера более крутая, т. е. при увеличении давления производительность сильно уменьшается (рис. 5.19). В связи с этим при больших сопротивлениях головки выгоднее применять шнеки с более мелкой нарезкой, так как они при высоком давлении обеспечивают большую производительность > Q2 Кроме того, использование шнеков с более мелкой нарезкой способствует лучшей гомогенизации расплава вследствие увеличения градиента скорости в каналах шнека при его вращении и осевом течении расплава. [c.124]

Градиент давления в радиальном зазоре зависит от перепада давления по ширине канала шнека, а также от разности давлений на входе и на выходе из зоны дозирования. С учетом осевого градиента давления можем записать [c.129]

Суммарное перемещение материала в зоне дозирования складывается из четырех потоков основного — вызванного вращением шнека относительно поверхности цилиндра, обратного — возникающего под действием градиента давления (направленного по каналу шнека к бункеру), поперечного — возникающего в нормальном сечении канала шнека и обеспечивающего смешение материала, а также потока утечек между гребнями витка шнека и внутренней стенкой цилиндра. [c.22]

На производительность шнекового пластикатора оказывают влияние многие факторы. При увеличении диаметра и скорости вращения шнека производительность повышается, а при увеличении давления пластикации — снижается (возрастает обратный поток и поток утечек). При повышении температуры материала вязкость его уменьшается, поэтому поток, возникающий под действием градиента давления, увеличивается, а общая производительность понижается. Глубина канала шнека по-разному влияет на производительность. При малых давлениях пластикации шнек с большой глубиной канала обеспечит большую производительность при больших давлениях такой шнек может давать меньшую производительность, чем шнек с малой глубиной канала (производительность зависит от размеров каналов шнека и давления пластикации), так как при большой глубине канала и большом давлении пластикации увеличивается обратный поток. [c.23]

Профиль скорости, построенный по уравнению (1.61), показан на рис. 1-7. Поперечный поток практически представляет собой циркуляционное течение. И в этом случае распределение скоростей не зависит от вязкости и градиента давления. Оно полностью определяется геометрическими размерами. канала, относительной скоростью ротора и углом подъема винтовой линии шнека. Для двухзаходных шнеков, имеющих большие углы подъема, чем однозаходные, абсолютные скорости Иг выше, чем у однозаходных шнеков. Поэтому осветляющие центрифуги типа ОГШ целесообразно комплектовать однозаходными шнеками. [c.27]

Рассмотрим течение пленки расплава в изотермических условиях. В данном случае можно использовать решение, выполненное для плоского канала, когда нижняя пластина движется с о скоростью м. а верхняя неподвижна- По длине зазора действует постоянный градиент давления dpidz = onst. Для удобства решения координатную ось z направим перпендикулярно винтовому каналу шнека. Проведя анализ уравнений движения, имеем [c.116]

Градиент давления по ширине канала шнека dpidz зависит от вязкости и количества расплава, срезаемого набегающей напорной гранью шнека. Его можно определить из равенства [c.117]

Длина измерительного канала была выбрана сравнительно небольшой, чтобы уменьшить прирост температуры расплава за счет диссипации механической энергии при течении. Небольшая высота канала обеспечивала интенсивный отвод тепла в направлении, перпендикулярном потоку, что также способствовало уменьшению роста температуры расплава при течении, С учетом сказанного выше были выбраны следующие размеры плоского канала Я-0,5 мм. В-10 мм и L-20 мм (см. рис. 7.4). Поскольку отношение высоты и ширина канала Н В = 0,1 расчет напряжений и скоростей сдвига проводили по формулам [52] с учетом поправки по Рабиновичу-Байсенбергу [63]. Для уменьшения градиента температур расплава в головке пластикацию осуществляли при низких частотах вращения шнека (не более 20 мин 1). Колебание температуры в потоке составляло при этом не более 5 С, что хорошо согласуется с данными [6]. Поправку на пьезоэффект не вводили, так как согласно [128] при перепаде давлений до 20 МПа ошибка измерений не превышает 1%. [c.189]