Оборудование заводов по переработке пластмасс

Расчет производительности двухчервячных экструдеров

Производительность двухчервячных экструдеров с незацепля - ющимися червяками определяется как сумма производительно­сти двух червяков; производительность каждого червяка рас­считывают как производительность одночервячного экструдера.

' Двухчервячные экструдеры с зацепляющимися червяками представляют собой разновидность коловратных винтовых на-

СосоБ, б которых набегающий выступ винтового канала вытес­няет расплав из С-образной секции, образованной двумя на­ходящимися в зацеплении червяками (рис. 5.73), наподобие поршня в литьевой плунжерной машине.

Производительность экструдера с зацепляющимися червяка­ми определяется выражением

Q = Qn + QD — Qp — Он (5.147)

Здесь Q„ — поршневой (принудительный) поток; Qd — вы­нужденный поток в боковых зазорах зацепления; QP— поток под давлением в этих же зазорах; Q& — поток утечки через зазор между наружными поверхностями гребней нарезки и внутренними поверхностями корпуса.

В случае одностороннего вращения червяков расход вынуж­денного потока Qd суммируется с принудительным потоком [знак плюс в выражении (5.147)].

Принудительный поток определяется как величина вытес­ненного при вращении червяка объема:

Qn = VNi (5.148)

; Здесь V — объем С-образной секции, равный

F=(nЈ>tg(p— b)[n(D — h)h — fj (5.149)

N — частота вращения червяка; і — число заходов.

В (5.149) Fz—площадь сопряжения (см. рис. 5.73), равная

H Г 2 h h2 1

Где ф — угол подъема винтового канала; остальные обозначения см. на рис. 5.73.

Вынужденный поток, возникающий в боковых зазорах при одностороннем вращении, рассчитывается по формуле

Qo = я (h/D) (D — h) [Ьд + 2в (h — б)] Ni (5.151)

При встречном вращении

Qd = я (D — h) [Ь6 + 2в (h — fi)] Ni (5.152)

Из-за наличия перепада давлений между соседними С-об - разными секциями возникают потоки утечек через зазоры за­цепления, которые можно рассчитать как напорные потоки в кольцевых щелях. Если принять длину кольцевого канала равной 0,008 D, то выражение для расчета потока утечек бу­дет иметь вид

Где ДРс — перепад давления между соседними С-образными секциями; |ia —- эффективная вязкость расплава, рассчитанная при среднем градиенте скоро­сти в зазорах зацепления.

Поток утечки Q6 в радиальном зазоре между наружными поверхностями гребней нарезки и внутренней поверхностью цилиндра возникает вследствие сопротивления головки экстру­дера.

Этот поток направлен вдоль осей червяков от головки к за­грузочной воронке:

/ 4h 2h2 1 —

2л — arccos (1 — - д - — - pa 1 D&bsAPc tg tp/(12u0fe) (5.154)

При малых боковых зазорах внешняя характеристика двух - червячного экструдера изображается прямой, расположенной почти параллельно оси давлений. Это означает, что производи­тельность такого экструдера практически не зависит от сопро­тивления головки.