 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Расчет производительности головки экструдера
Производительность головки экструдера может быть рассчитана по формуле 3.24 [12]
, где (3.24)
P – Давление, Па
η – вязкость расплава полимера, Па·с
K – коэффициент геометрической формы канала
Для расчета K имеющий сложную форму канал головки разбивается на геометрически простые элементы, такие, как цилиндр, плоская щель, кольцевой зазор, для каждого из которых рассчитывается Ki, после чего общий коэффициент геометрической формы канала определяется по формуле (3.25) [12]
(3.25)
Перепад давления в элементе канала головки можно рассчитать по формуле 3.26 [12]
, где (3.26)
ΔPi – перепад давления на участке канала головки, Па
Ki – коэффициент геометрической формы этого участка
ηi – вязкость расплава полимера на этом участке, Па·с
Vр – объемный расход полимера, см3/с
1. Для решетки коэффициент геометрической формы рассчитывается по уравнению (3.28) [12], а скорость сдвига в решетке определяется по формуле (3.27) [12]
(3.27)
, где (3.28)
z – число отверстий в решетке;
d – диаметр отверстий, см;
δ – толщина фильтрующих элементов, см
2.Для фильтрующей сетки скорость сдвига можно найти по формуле 3.29 [12], а коэффициент геометрической формы – по уравнению 3.30 [12]
(3.29)
, где (3.30)
n – число фильтровальных элементов;
F – площадь фильтровального элемента, см2;
δ – толщина фильтрующих элементов, см
3. Для цилиндрического канала скорость сдвига определяется по формуле 3.31 [12], коэффициент геометрической формы – по уравнению 3.32 [12]
(3.31)
, где (3.32)
d – диаметр канала, см;
L – длина канала, см
4. Для конического канала скорость сдвига определяется по формуле 3.33 [12], коэффициент геометрической формы – по уравнению 3.34 [12]
(3.33)
, где (3.34)
d1 – диаметр а на входе расплава, см;
d2 – диаметр а на выходе расплава, см;
L – длина конического канала, см
5. Для кольцевого цилиндрического канала скорость сдвига определяется по формуле 3.35 [12], коэффициент геометрической формы – по уравнению 3.36 [12]
(3.35)
, где (3.36)
r1 – наружный радиус кольцевого цилиндрического канала, см
r2 – внутренний радиус кольцевого цилиндрического канала, см;
L – длина кольцевого цилиндрического канала, см
6. Для кольцевого конического канала скорость сдвига определяется по формуле 3.37 [12], коэффициент геометрической формы – по уравнению 3.38 [12]
(3.37)
, где (3.38)
r1, r2 – средние радиусы окружности конического зазора на входе и выходе расплава соответственно, см;
h3, h4 – толщина зазора, соответственно, на входе и выходе, см;
L – длина кольцевого конического канала, см;
m – коэффициент, учитывающий геометрические параметры канала и рассчитывающийся по формуле 3.39 [12], см-2
(3.39)
Рассчитаем значение геометрических коэффициентов и перепадов давления на различных участках головки для объемных расходов 2 и 5 см3/с.
1. Фильтрующая сетка
F=1000 см2; n=20; d=0,02 см; δ=10см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 1,6 | 3,2 | 6,4 |
| η, кПа·с | 4,73 | 3,56 | 2,69 |
| ΔP, МПа | 0,945 | 1,43 | 2,15 |
2. Решетка
z=70; d=0,3см; δ=1,5см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 26,9 | 53,8 | 107,8 |
| η, кПа·с | 2,14 | 1,54 | 1,11 |
| ΔP, МПа | 1,15 | 1,66 | 2,39 |
3. Цилиндрический канал
d=5см; L=0,3см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 0,407 | 0,815 | 1,63 |
| η, кПа·с | 0,891 | 0,765 | 0,623 |
| ΔP, МПа | 8,71·10-5 | 1,49·10-4 | 2,43·10-4 |
4. Конический канал
d1=5см d2=1см L=4,5см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 0,236 | 0,472 | 0,943 |
| η, кПа·с | 0,862 | 0,741 | |
| ΔP, МПа | 0,0491 | 0,00844 | 0,145 |
5. Цилиндрический канал
d=1,5см; L=8см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 15,1 | 30,2 | 60,4 |
| η, кПа·с | 2,82 | 2,03 | 1,46 |
| ΔP, МПа | 0,908 | 1,31 | 1,88 |
6. Цилиндрический канал
d=1,5см; L=7,5см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 15,1 | 30,2 | 60,4 |
| η, кПа·с | 2,82 | 2,03 | 1,46 |
| ΔP, МПа | 0,851 | 1,21 | 1,76 |
7. Цилиндрический канал
Распределительная система дорна представляет собой 10 канавок, полимер в которых течет параллельно. Диаметр канавки d=0,5см, её длина L=6,2 см. Таким образом, коэффициент сопротивления одной канавки составляет
Суммарный геометрический коэффициент распределительной системы, очевидно, в 10 раз выше
Kрс=0,000162·10=0,00162
Расход, приходящийся на канавку, при общем расходе 5,10 и 20 см3/с будет соответственно 0,5 и 1 и 2 см3/с
| Vр, см3 | 0,5 | ||
| γ, с-1 | 55,9 | 111,8 | 223,6 |
| η, кПа·с | 6,43 | 3,77 | 2,64 |
| ΔP, МПа | 1,30 | 2,32 | 3,25 |
8. Кольцевой цилиндрический канал.
r1=5,5см; r2=6,1см; L=6см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 2,12 | 4,25 | 8,51 |
| η, кПа·с | 4,21 | 3,17 | 2,39 |
| ΔP, МПа | 0,192 | 0,290 | 0,438 |
9. Кольцевой конический канал.
r1=5,5см; r2=7,42см; h3=0,4см; h4=0,5см; L=2,2см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 3,06 | 6,11 | 12,2 |
| η, кПа·с | 3,63 | 2,74 | 2,24 |
| ΔP, МПа | 0,00135 | 0,00203 | 0,00464 |
10. Кольцевой цилиндрический канал.
r1=7,42см; r2=7,6см; L=0,7см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 18,3 | 36,5 | 73,0 |
| η, кПа·с | 2,56 | 1,85 | 1,33 |
| ΔP, МПа | 0,393 | 0,566 | 0,814 |
11. Кольцевой цилиндрический канал.
r1=7,46см; r2=7,54см; L=0,5см
| Vр, см3 | |||
| γ, с-1 | 92,5 | ||
| η, кПа·с | 4,15 | 2,91 | 2,03 |
| ΔP, МПа | 5,17 | 7,22 | 10,11 |
Рассчитаем суммарный перепад давления
ΔPобщ=ΣΔPi (3.40)
Для объемного расхода 5см3/с
ΔPобщ=0,945+1,15+8,71·10-5+0,0491+0,908+0,851+
+1,30+0,192+0,00135+0,393+5,17=10,97МПа
Для объемного расхода 10 см3/с
ΔPобщ=1,43+1,66+1,49·10-4+0,00844+1,31+1,21+
+2,32+0,290+ 0,00203+0,566+7,22=15,60 МПа
Для объемного расхода 20 см3/с
ΔPобщ=2,15+2,39+2,43·10-4+0,145+1,88+1,76+
+3,25+0,438+0,00464+0,814+10,11=22,22 МПа
Поиск по сайту: