Теоретическая подготовка.

Производительность экструдера (См³/мин) зависит от частоты вращения шнека, давления в конце шнека и эффективной вязкости расплава. Суммарный расход материала или производительность экструдера определяется как алгебраическая сумма прямого потока обратного потока и потока утечки. Поток утечки очень мал (особенно для новых экструдеров), поэтому

= (кг/ч)

Для одношнекового экструдера с переменной (уменьшающейся) глубиной нарезки спирального канала и постоянным шагом расчет производительности можно проводить следующим образом:

Здесь - постоянные, соотвественно, прямого в двух обратных потоков при переменной нарезки шнека, :

К – коэффициент геометрической формы головки, ; λ – число заходов нарезки шнека (обычно равно 1); - коэффициент геометрических параметров шнека

a – коэффициент, ;

b – коэффициент, ;

– глубина спирального канала в начале зоны загрузки (под загрузочной воронкой), см:

- глубина спирального канала в начале зоны сжатия, см; – шаг нарезки, см; – ширина гребня шнека, см; i – степень уплотнения материала:

- объем спирального канала на длине одного шага в загрузочной зоне (под горловиной), ;

- объем спирального канала на длине одного шага в зоне дозирования, ;

- диаметр сердечника (вала) шнека у загрузочной воронки, см:

- диаметр сердечника (вала) шнека в зоне дозирования, см:

тогда - глубина стирального канала в зоне дозирования

– длина шнека до зоны сжатия, см; - длина напорной части шнека, см:

Практически обратный поток , составляет 5 – 10 % от прямого потока

Поток утечки обычно очень маленькая величина и мало влияет на величину производительности нового экструдера. Поток утечки зависит, главным образом, от величины радиального зазора , максимально допустимое значение которого можно рассчитать по формуле:

обычно принимают

Для одношнекового экструдера с уменьшающимся шагом нарезки (при постоянной глубине канала) производительность считают так:

где – постоянные, соответственно, прямого и двух обратных потоков при переменном шаге нарезки шнека,

Для шнека с переменным шагом угол подъема спиральной линии будет тоже переменной величиной:

Рекомендуют выбирать шаг шнека у загрузочной воронки, равный

Степень уплотнения материала в шнеках может быть 1 – 6 и обычно зависит от перерабатываемого полимерного материала. Если, как и в предыдущем расчете, величина степени уплотнения заранее выбрана, то можно определить величину шага в начале шнека и в конце

тогда

По экспериментальным данным длину зоны шнека, в которой материал находится в расплавленном состоянии, принимают равной

Далее

где m – число шагов в напорной части шнека

- коэффициенты

– разница между двумя соседними шагами, в зоне дозирования остается постоянной

– коэффициенты

– угол подъема винтовой линии в зоне загрузки

– средний радиус

- угол подъема винтовой линии в зоне дозирования

Максимальное давление расплава в конце шнека является одним из важнейших технологических параметров, от которого зависит качество экструдата и производительность машины. Величину можно приближенно подсчитать

где - длина зоны дозирования, см; - средняя глубина нарезки в напорной зоне шнека, см; n – частота вращения шнека, об/с

Величина превышает действительное давления расплава перед головкой в раза

От величины скорости сдвига расплава в канале шнека зависит эффективной вязкости расплава

Задание 1.

Определить примерную объемную производительность одношнекового экструдера с

Решение.