Как уже упоминалось ранее, можно проектировать широкощелевые экструзион­ные головки, конструкция которых не зависит от рабочего режима. Для экструзион­ных головок, ширина которых превышает 500 мм, длинные формующие участки, являющиеся следствием применяемой методики конструирования, приводят к по­вышению перепадов давления, что приводит к значительному повышению распор­ных усилий в головке. Предотвратить неравномерную деформацию губок по ширине головки в этом случае можно только за счет использования массивных плит. Из-за этого ограничения широкощелевые экструзионные головки в большинстве случаев зависимы от рабочих режимов.

Поскольку такие головки используются в широком диапазоне различных рабо­чих режимов и для переработки разнообразных материалов, их поведение в произ­водственных условиях (то есть в условиях влияния рабочего режима и свойств перерабатываемого материала на распределение расплава) являются важными фак­торами для конструирования. Наиболее просто можно проверить, зависит ли кон­струкция экструзионной головки от рабочих условий, — это спроектировать головку для определенного диапазона рабочих режимов с последующим сравнением получа­емых геометрий (рис. 5.31) [75].

Чем больше разница в получаемых геометрических конфигурациях при различ­ных условиях переработки, тем более зависима головка от рабочего режима.

С помощью вышеописанной методики можно получить отправную точку для начала конструирования, однако оценка результирующего распределения распла­ва с помощью этой методики невозможна.

Такую оценку можно осуществить только после расчета влияния рабочих усло­вий на геометрию коллекторов типа вешалка, независимых от рабочего режима [75], а также на основе моделирования течения [74,79-82].

Для проведения подобных вычислений распределительный канал разбивается на сегменты, включая соответствующие сегменты щелевого формующего канала (см. рис. 5.24). Для каждого расчетного сегмента последовательно вычисляется баланс расхода и давления. Эта процедура аналогична численному проектированию геомет­рии канала. Единственным отличием в данном случае является то, что на этот раз осу­ществляется расчет истекающего потока при полностью известной геометрии канала.

Рис. 5.31. Влияние рабочего режима на геометрию коллектора в форме вешалки, конструк­ция которого спроектирована как независимая от рабочих условий [75]

Проверка распределения начинается с точки входа в середине головки, так как в ней известен расход потока, входящего в распределительный канал (этот расход равен половине общего объемного расхода).

Кроме того, должно быть задано начальное значение неизвестного давления на входе в канал, точное значение которого определяется с помощью серии итераций.

На рис. 5.32 и 5.33 показаны расчетные распределения, полученные для широкоще­левой экструзионной головки для одного расчетного режима, для различных массовых расходов, для различных температур расплава, а также для различных материалов.

а) Распределение объемных расходов в расчетной точке

500 х 0

Ь) Распределение объемных расходов при повышенной пропускной способности

т = 500 кг/ч 200 % ---------------------------------------------------------------

и*

100% ----------------------------------

TOC o "1-5" h z 500 х 0

с) Распределение объемных расходов при пониженной пропускной способности т = 50 кг/ч 200 %

Рис. 5.32. Расчетные результа - v

ты для распределе - юо %___________________ —=

ний объемного рас­хода (I) ___________________

а) Распределение объемных расходов для повышенной температуры расплава

Эт = 230'С 200 %

v*

100 % —

500

Из приведенных рисунко-; видно, что повышение расхода практически не оказы­вает влияния на распределение, а его уменьшение приводит к небольшим излишкам расплава по краю. Повышение температуры оказывает такой же эффект. Значитель­ное ухудшение характеристик распределения наблюдается в случае, когда экструзи­онная головка, разработанная для переработки полистирола, перерассчитывается для экструзии ПЭНП.

Как было показано выше, с помощью моделирования течения можно оценить ди­апазон рабочих режимов экструзионной головки для производства листов.