熔体输送理论幻灯片.ppt

《熔体输送理论幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《熔体输送理论幻灯片.ppt（23页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、熔体输送理论第1页，共23页，编辑于2022年，星期日1、熔体输送的机理1）、无限平行板模型。为了方便研究问题，假定：假定：a a、将计量段螺槽展开、将计量段螺槽展开 并认为螺槽为浅螺槽，并认为螺槽为浅螺槽，H H3 3/D/D0.09 b、螺槽静止不动螺槽静止不动 a.螺槽的几何尺寸图螺槽的几何尺寸图第2页，共23页，编辑于2022年，星期日c、将机筒展开为一 无限大平板，且该平 板运动速度为Vb。Vb=Dbnd、Vb的方向与展开 的螺槽方向成角，则有 Vbx=Dbnsin Vby=Dbncos b.螺杆机筒展开图螺杆机筒展开图 第3页，共23页，编辑于2022年，星期日 2)熔体在螺槽内的

2、运动分析 熔料在螺槽中的流动实际上有以下几种运动合成：a.正流（曳流）：是由物料受机筒的摩擦拖曳引起的，最大处速度为Vbz.方向与方向与Vbzbz相同，流量用相同，流量用Q Qd d表示。表示。(如图）如图）第4页，共23页，编辑于2022年，星期日b 倒流（压力流）：b.漏流(如图）由机头，口型等阻力元件产生的压力引起的回流。方向与正流方向相反，流量为QP.第5页，共23页，编辑于2022年，星期日由垂直于螺棱方向的由垂直于螺棱方向的分速度分速度V Vbxbx引起（如引起（如图图)使物料在螺槽内使物料在螺槽内产生翻转运动。方向产生翻转运动。方向与与V Vbxbx方向相同，对生方向相同，对生产

3、能力没有影响，但产能力没有影响，但能促进物料的混合、能促进物料的混合、c.横流（或称环流）搅拌和热交换，流量Qc=0.c.横流（环流）：第6页，共23页，编辑于2022年，星期日d.漏流：Q=Qd-Qp-Ql 实际上螺槽中熔体的总的流动是这几种流动的总和，实际上螺槽中熔体的总的流动是这几种流动的总和，挤出机的生产能力即等于正流、压力流、漏流的总和 由机筒与螺棱间隙由机筒与螺棱间隙处形成的倒流。方向沿螺杆处形成的倒流。方向沿螺杆轴线方向，并由机头向后。流量用轴线方向，并由机头向后。流量用QL L表示。第7页，共23页，编辑于2022年，星期日2基本假设：a.牛顿型流体，并已全部熔融且等温；b.流

4、动是稳定的c.压力只在X，Z方向上变化d.流体不可压缩；内部无流动e.重力忽略f.机筒运动，螺杆相对静止。第8页，共23页，编辑于2022年，星期日 3生产率的基本方程 根据前面的假设，分析和建立的物理模型，用流体力学的分析方法，就可以导出目前应用于单螺杆挤出机均化段的流率计算公式：Q=Qd-Qp-Ql第9页，共23页，编辑于2022年，星期日其中 正流流率常数 倒流流率常数 漏流流率常数 Y螺槽内的物料粘度YF间隙f内物料粘度P1均化段开始处的熔融体压力P2均化段结束处的熔体压力 式中第一项为正流流率，第二项倒流，第三项漏流第10页，共23页，编辑于2022年，星期日4由流率公式得出的一些有

5、意义的结论：1）挤出机可能的最高（危险）压力（忽略f）挤出机的最高危险压力产生于断流的情况 由流率公式，令Q=0，f=0。则有：由上式可以看出，对于高粘度物料和大直径螺杆，采用高转速是很危险的。第11页，共23页，编辑于2022年，星期日2)、在给定产量时的最佳螺杆深度和最低螺杆转速。由流率公式，且f=0知将上式对H求导，并求出H：将H最佳代入N的表达式，可得N最低 N最低=3Q/DWHcos第12页，共23页，编辑于2022年，星期日3）在给定转速下达到最高产量时的最佳 螺槽深度和螺旋角。将流率公式在f=0时，分别对H和求导，即可求出 H最佳 和最佳 这时，最佳=30。（由于牛顿流体，所以实

6、际1740）第13页，共23页，编辑于2022年，星期日4）截流比a(忽略)a=Qp/Qd 称称为为截流比，它反映了挤出机的实际工作状态.因Q=Qd d-Q-Qp，所以 Q/Qd=1-Qp/Qd=1-a当当a=1a=1时时，Q=0Q=0，Q Qd d=Q=Qp，代代表表机机头头完完全全关关闭闭，完完全全截截流流状态。状态。当0a1时，Q=QQ=Qd d-Q-Qp p，代表正常工作状态。当当a=0a=0时时，Q=Q Qd，代表机头完全打开的状态。第14页，共23页，编辑于2022年，星期日5.挤出机的综合工作点 前面我们讨论了物料在螺杆中的流动理论。要想了解整个挤出过程的特性，还必须将螺杆和机头

7、联合起来讨论，为此我们引入了螺杆特性线和模型特性及挤出机的综合工作点的概念。第15页，共23页，编辑于2022年，星期日1）螺杆特性线：挤出机均化段的流率方程如下：Q=n-(/y+/yf)*(p1-p2)/L3令P=p1-p2，则Q=n-(/y+/yf)*p/L3由上式可知：，是与螺杆几何参数相关的常数。因此上述方程实际上成了，Q与P的线性方程，其斜率K=-(/y+/yf)第16页，共23页，编辑于2022年，星期日如图所示，我们称AB为螺杆的特性线。若螺杆不变，改变螺杆转速。则得到一组相互平行的螺杆特性线。图3-23 螺杆特性线 n1n2n3n4n5V VV VV VV VABPQ第17页，

8、共23页，编辑于2022年，星期日 螺杆的特性线是挤出机的重要特性之一，它表示出螺杆均化段熔体的流率与压力的 关系。随着机头压力的升高，挤出量降低，而降低的快慢决定于螺杆特性线的斜率。第18页，共23页，编辑于2022年，星期日2）口模特性线 挤出机的机头是整个挤出机的重要组成部分，是物料流经并获得一定几何形状和必要的尺寸精度和表面光洁度的部件。对于熔体在机头内的流动规律的研究是非常重要的。第19页，共23页，编辑于2022年，星期日 假定熔体为牛顿流体，当其通过机头时，其流动方程为：Q=KP/式中：K口模常数，仅与口模的尺寸和形状有关。P物料通过口模时的压力降 -物料的粘度 第20页，共23

9、页，编辑于2022年，星期日在挤出稳定后，K，皆为常数。因此上式实际上是Q与P的线性方程式。可以得到如图所示的直线簇，我们称OD为口模特性线。其斜率为：K/如图所示，对于给定的口模，压力越高，流过口模的流量越大。PQK11K22第21页，共23页，编辑于2022年，星期日3 3）挤出机的综合工作点：）挤出机的综合工作点：将螺杆特性线和口模特性线在同一个坐标中画出，我将螺杆特性线和口模特性线在同一个坐标中画出，我们就得到了挤出机的综合工作点：们就得到了挤出机的综合工作点：图图3-25 3-25 挤出机工作图之一挤出机工作图之一A AB BC CD D1 1D D2 2D D3 3Q QQ Qc cP PP Pc cn n1 1n n2 2n n3 3第22页，共23页，编辑于2022年，星期日这综合工作点是螺杆特性线与口模特性线的交点。（1）在C点处，Q机头=Q螺杆 这意味着在给定的螺杆和口模下，当转速一定时，挤出机的机头压力和流率应符合这一点所表示的关系。Q机头=Q螺杆 （2）工作点会因螺杆转速的改变而改变。（3）工作点会因机头口模的改变而改变。第23页，共23页，编辑于2022年，星期日