В предыдущем разделе данной главы был представлен ра( чет дисковой зоны. Однако шнеколисковый экструдер крон дисковой части включает и шнековую. И для того, чтобы зам1 путь расчет данною экструдера, необходимо выполнить расчс шнековой части с учетом параметров, полученных при расчо дисковой зоны. Ш исковая часть комбинированного экструл< ра состоит из двух основных зон: зоны питания и зоны плавл( ния.

Движение материала в зоне питания осуществляется за счет си трения (см. главу 2). Первыми, кто разработал методы описании] процесса транспортировки твердого материала в каналах шнс» были Дарнелл и Моя |31). Идеи этих авторов были использован! многими другими исследователями, о чем более подробно изложс но во второй главе данной книги. Для иллюстрации методики рас чета шнековой части обратимся к работе [32|, автор которой и) рассмотрения баланса сил, действующих на твердую пробку поли меров, получил следующее уравнение для расчета массовой про­изводительности зоны питания:

Ц/)2 - d2 )(/-e)60/Vyp

Qm =

8-10

cosa|Cos(ci| +0) +cosa2-cos(ct2+0)

l + A f b

(4.%)

cos0 + sina| sin(a| +0)

cosO

где Dud — наружный диаметр и диаметр сердечника шнека; tie— шаг и ширина гребни винтовой нарезки шнека; N — частота вращения шнека; v — коэффициент

I щи. пин пинтового канала; р — плотность полимера; 0 — угол, определяемый »»•. коэффициента трения материала.................................................. о шнек (f}) и о цилиндр (Д);

a, = arctg^,a2 = arc. g^.

Мощность, затрачиваемая в зоне питания, для шнеков с посто - щои I дубиной винтовой нарезки и постоянным шагом, согласно »| может быть рассчитана но следующей формуле:

nDN ( a, i, Л

14» I пипа зоны питания по оси шнека; а, — коэффициент, характеризующий in - |щ Iрения в зоне питания;

/tn-cos(e + d)[ iv + 2h + wfbfs sin (Qtq)] vv/jsina

• -[6] - и li ширина и глубина винтового канала в зоне питания; a — угол наклона «ниI■ мнио канала.

I ш конического шнека необходимо исходить из мощности, нм||Н'Мясмой на элементарном участке зоны питания |33|:

= fdP„'rnDNdz, (4.93)

координатная ось, направленная вдоль винтового канала; Р„ — давление,

П

-пинаемое в зоне питания; /j — коэффициент трения на поверхности серлсчни-

III иска;

I/ (4.94)

fbcos(Q+d)~ *+^+/^п(0+а)1

----------------------------------------------- - L

^ = /ЬсхР

//sina

давление в начале зоны питания.

I hi расчета зоны плавления шнскодискового экструдера мож­но воспользоваться пленочным механизмом плавления полимера, Р-нI могренным в главе 2.

Тимором |35| получены следующие выражения для длины •омы плавления (подробный анализ дан в главе 2), соответствен­но uih шнека с постоянной геометрией и комическим серлечми - ЮМ С конусностью Аг

2 //

(4.95)

Для степенной жидкости, характеризующейся изменением и» кости от температуры, уравнения (4.94) и (4.95) с учетом (4.96) д

полняются следующими определяющими выражениями:

V Ьх Рт*'2	1 ___ 1 :> 1 3^ а + 1 1		2
фт-т	го) + ст®(тh! m) +	(4.9

.-5.

v/»+l

l-е ^

(4 ‘)

Л-1)

и1 = 2т0У"/'&

и2

(4.‘

'«И-O'

6| =

(4.10

[2щ{Тh Л/j ) + Щ ]Хр

У bxи2 Р /;;[ cs (I m Tsq )+ С/и0(/ /, /) + и J

5+е*-1

(4.101

(4.101)

В уравнения (4.96)—(4.102) входят следующие величины:

Ук — локальная скорость твердой пробки; хр — ширина тверди - го слоя в начале зоны плавления; р5 и р„, — плотности твердой и жидкой фаз полимера соответственно; Vhx — скорость движет поверхности цилиндра, направленная поперек винтового каш Хт — коэффициент теплопроводности жилкой фазы; с, и ст — tci лоемкости твердой и жилкой фаз соответственно; и — удельна теплота плавления; Vj — скорость твердой пробки относитслы поверхности цилиндра; Ть — температура цилиндра; 7V и Тт начальная и конечная температуры твердой фазы (пробки) соот« ветственно; 5/ — толщина пленки; о — средняя температура пленки; а — температурная вязкость; щ — значение коэффициент та консистенции при начальной температуре; п — индекс текуче! сти полимера (показатель степени в реологическом уравнении). I

+ -2Kb^cos0z;	(4.103)
Vb=<»D-	(4.104)
'bx = ^isino*;	(4.105)
o»| II
* hw

iii'ti ном следует иметь в виду зависимости:

Ifr * окружная скорость цилиндра (скорость движения поверхности цилинд-

|о мловая скорость врашения шнека; 0:— угол между направлением движс-

1м. мч риой пробки и направлением движения поверхности цилиндра; Q, — ■ - m. ni производительность материала в начале зоны плавления.

I in определения производительности и суммарного прираще - мнения Горнером Р. В. получены следующие уравнения |33|:

/1 + 2

(4.106)

d/.

А Р.,

(4.107)

nl)N(n+ l)cosa " N"Mq *f #(//)

sin a

Смыкание уравнений (4.106) и (4.107) может быть получено мри помощи следующих выражений:

(4.108) (4.109)

Ps

V(*) =

nDN cosa WjFjhj

If = Zsina;

(#. + 2)

равнения (4.106)—(4.109) включают следующие величины: и, и И, — средние значения ширины потока расплава и глубины » ш. ил на соответствующем участке (w, = w - xj); I/ — длина зоны инирования по оси шнека; Z— длина винтового канала зоны до­учивания; Fd — коэффициент, учитывающий тормозящее дей - • тие стенок винтового канала.

Остальные величины указаны выше.

Мощность, затрачиваемая в зоне плавления, определяется

уравнением: 2 •>

Рассмотрим обобщенную схему прохождения поляризованною света через оптически анизотропный элемент среды, которым кш жст быть пластинка из упругого прозрачного материала или пони жидкости (рис. 4.9).

Приведенные уравнении дли шнековой части комбинщ] ванного экструдера рассчитываютси численным методом

ЭВМ.