第三章__挤出成型.ppt

d.物料压力 式中： 固体输送区物料压力分布: Jannssen考虑初始压力 P0＝?gy （5）对固体塞摩檫理论的修正 固体塞各向压力不等的修正 机筒内表面的压力 Pb=Kb·P 螺槽底部的压力 Ps=Ks·P 螺槽侧面的压力 Pf=Kf·P 近似计算可认为： Kb＝ Ks＝1； Kf＝0.5 固体塞密度的变化 螺槽深度和固体塞密度变化的影响 螺槽深度变化，在螺槽中会产生一些附加力，需要对摩擦理论进行修正。 螺槽深度和固体塞密度变化的影响 螺槽深度变浅，压力增高，密度增大，附加力对螺槽中压力会产生影响，压力分布方程: 式中A1、A2、B1、B2中的h1随Z的增加而变化。 螺槽深度和固体塞密度变化的影响 结论：在锥形螺槽中压力建立的比等深快； 螺槽锥度对压力建立的影响随流率增高而增大。 （6）固体输送段的功率计算 固体输送段的总能量消耗： 式中： 固体输送段能量的消耗正比于压力Pm、转速n和摩擦因数fb。 固体输送段的总能量消耗分析 机筒表面的能量消耗 螺槽根部表面的能量消耗 两螺棱侧面上的能量消耗 压力升高的能量消耗 （6）固体输送段的功率计算 机筒表面的能量消耗 物料与机筒表面的相对速 度V3： 沿Z方向微元dz的能量消耗 固体输送段物料与机筒表面摩檫而消耗的能量 物料与螺槽底表面间的摩擦能耗 固体塞与螺杆根径部的摩檫消耗 两螺棱侧面上的能量消耗 螺棱侧面的摩檫力与相对平均速度的乘积 压力升高的能量消耗 螺槽中的压力升高时，固体塞上将积聚能量，由固体塞的流速与所受的压力乘积来计算： 总的能量消耗ew及影响因素 总的能量消耗ew 固体输送区所需的功率与Db、n、fb、Wb、Zb和pm成正比。 作业题 1.复习本节内容的主要结论，掌握其意义。 2.自习p.80的计算举例。 2.3 单螺杆挤出理论 研究目的：通过对挤出过程的研究，形成一整套描述物料在螺杆和口模中的流动、变形规律的基本理论，用于指导生产和设计新的机台。 国外的历史：20世纪30年代以后 国内的历史：20世纪70年代以后 研究方法： 模型法 实际过程理想化（简化、假设） →分析、引入方程 ↓ 实验验证与修正 ←分析结果 ←结果式子 ← 解 方 程 1、挤出理论的准备知识 2、固体输送理论 3、熔融理论 4、熔体输送理论 2.3 单螺杆挤出理论 1、挤出理论的准备知识 物料通过挤压系统的运动及物态变化 强制加料 物态变化 搅拌混合 加压泵送 挤出过程 物料由料斗进入料筒后，随着螺杆的旋转而被逐渐推向机头方向。 （1）加料段—输送并开始压实物料 螺槽为松散的固体粒子（或粉末）所充满，物料开始被压 实 （2）压缩段 a.由于阻力，物料被压实 螺槽逐渐变浅，以及滤网、分流板和机头的阻力，在物料中形成了很高的压力，把物料压得很密实 b.外热、内热的作用，物料熔融 在料筒外热和螺杆、料筒对物料的混合、剪切作用所产生的内摩擦热的作用下，物料温度逐渐升高。与料筒壁相接触的某一点的物料温度达到粘流温度，开始熔融。 c. 物料全部熔融，变为粘流态 随着物料的向前输送，熔融的物料量逐渐增多，而未熔融的物料量逐渐减少，大约在压缩段的结束处，全部物料熔融转变为粘流态。 （3）均化段—均化、挤出 经过均化段的均化作用就比较均匀了，最后螺 杆将熔融物料定量、定压、定温地挤出机头 （4）机头、口模—成型、定型 口模是个成型部件，物料通过它便获得一定截 面的几何形状和尺寸。再经过冷却定型和其他 工序，就得到成型好的制品 加料段 固体输送 压缩段 压缩物料，并使物料熔融塑化 计量段 对熔融物料进行搅拌和混合，同时 稳定、定量地向口模输送料流。 物料在挤出机中的温度变化 物料在挤出机中的压力变化 物料的输送机理 物料与螺杆间的相对运动状态类似于螺栓与螺母间的相对运动。 2、挤出理论的研究内容 研究螺槽内流体的速度、压力、温度分布的规律. 计算螺杆对物料的输送能力及螺杆的功率消耗. 评价螺杆对物料的混合与塑化效果. 具体研究时采用分段研究的方法： ?? 固体输送理论 ?? 熔融理论 ?? 熔体输送理论 3、固体输送理论 目 的： 定量计算固体输送率，探索其影响因素. 发展概况：1