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打包带设备螺杆的熔体输送理论

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打包带设备螺杆的熔体输送理论
浏览:次|来源:打包带设备 |作者:打包带设备 |发布日期:2015-07-11

1打包带设备螺杆的熔体输送理论的假设条件

  打包带设备螺杆中的熔体输送理论又称流体动力学理论,它是研究螺杆均化段如何保证塑料彻底塑化,并使之定压、定温和定量挤出,以获得稳定的产量和高质量的产品的理论。为使问题简单化,做了以下必要的简化和假设:

  (1) 进入打包带设备螺杆均化段的物料已经全部熔融;

  (2) 熔体为等温牛顿流体,粘度,密度均不变,在打包带设备螺杆螺槽内做层流运动;

  (3) 打包带设备螺杆螺距不变,螺槽为矩形等深螺槽,螺槽曲率可忽略;

  (4) 因螺槽深度比宽度大得多,故可以认为速度分布沿整个螺槽不变。

 2、熔体在打包带设备螺杆螺槽中的流率

  在以上假设条件下,熔体在打包带设备螺杆螺槽中的流动由以下四种流动组成:

  1.正流

  指塑料沿着螺槽向机头方向的流动它是螺杆放置的推挤力产生的,是四种流动形式中最主要的一种。正流量的大小直接决定着挤出量

  2.倒流

  倒流又称逆流,它的方向与正流的流动方向整好相反。它是由于机头中的模具、筛板、和滤网等阻碍塑料的正向运动,在机头区域里产生的压力(塑料前进的反作用力)造成的。由机头至加料口形成了压力下的回流,也称为反压流动。它能引起生产能力的损失。

  3.横流

  横流是沿着轴的方向,即与螺纹槽相垂直方向的塑料流动。也是由螺杆旋转时的推挤所形成的。它的流动受到螺纹槽侧壁的阻力,由于两侧螺纹的相互阻力,而螺丁是在旋转中,使塑料在螺槽内产生翻转运动,形成环状流动,所以横流实质是环流。环流使物料在机筒中产生搅拌和混合,并且利于机筒和物料的热交换,它对提高挤出质量有重要的意义,但对挤出流率的影响很小。

  4.漏流

  漏流也是由机头中模具、筛板和滤网的阻力产生的。不过它不是螺槽中的流动,而是在螺杆与机筒的间隙中形成的倒流。它也能引起生产能力的损失。由于螺杆与机筒的间隙通常很小,故在正常情况下,漏流流量要比正流和倒流小的多。在挤出过程中,漏流将影响挤出量,漏流量增大,挤出量将减少。http://www.belyssa.com/index.html

  熔料在螺槽中的流动就是这4种流动组合,以螺旋轨迹向前流动,每种料流不能单独存在。决定挤出机生产能力的是正流、逆流和漏流:

  根据前面的简化与假设,应用流体学的方法可以导出打包带设备生产能力的公式如下:

  ----以体积流率表示挤出机的生产能力

  ---正流流率, ;

  ---倒流流率, ;

  ---漏流流率常数, ;

  ---沿螺杆均化段长度上的压力降;

  ----螺杆均化段长度;

  ----螺纹顶部轴向宽度。

  由上述公式分析影响打包带设备生产能力的因素:

  (1) 螺杆转速n n成线性关系,生产中控制生产速度最常用的方法就是通过调节螺杆转速来实现的;

  (2) 螺杆几何尺寸

  a.螺杆直径

  近似于螺杆直径D的平方呈线性关系,D的少许增加将导致产能 的大幅度提高,这就是把螺杆直径作为表示挤出机规格主参数的原因;

  b.螺槽深度

  在固体输送段 和螺槽深度H近似成正比。而在均化段,他们的关系复杂,正流流量 正比于H的一次方,而倒流流量 却正比于H的三次方,可见,均化段太深螺槽深度反而有害,这也证明螺槽深度存在一个最佳值。

  c.均化段长度

  倒流 和漏流 与 成反比,当 增加,倒流和漏流减小,总生产能力增大,这正是现代挤出机长径比 不断加大的重要原因。

  (3) 螺杆与机筒间隙 漏流流量 正比于间隙 的三次方,即间隙 增大, 会明显降低。对于使用较久的挤出机,因机筒和螺杆的磨损,间隙 增大,会导致生产能力的大幅度降低,此时应及时修复和更换螺杆。

  (4) 机头压力P的影响

  熔体在机筒出口处所受压力越大,逆流河漏流越大,使生产效率降低,但逆流和漏流的存在有利于物料塑化,这也是生产中在机头处设置多孔和过滤网的原因之一。

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