ЭКСТРУЗИОННЫЕ головки ДЛЯ ПЛАСТМАСС И РЕЗИНЫ

Нагрев экструзионных головок

Распределение температур в экструзионной головке оказывает весьма значитель­ное влияние на вязкие и упругие свойства расплава, и, следовательно, на общую кар­тину течения, на перепад давления внутри экструзионной головки, а также на упругие свойства, от которых зависит разбухание экструдата на выходе.

С точки зрения реологии идеальной является такая конструкция канала экстру­зионной головки, которая обеспечивает равномерное распределение температур. Однако из-за повышения температуры, вызванного диссипацией энергии в потоке расплава, в канале формируется температурный профиль, который становится все более ярко выраженным с уменьшением площади поперечного сечения по мере при­ближения к выходу из головки.

В экструзионных головках эффективной конструкции время пребывания распла­ва слишком мало для выравнивания температур еще и из-за относительно низкой теплопроводности полимеров. Это вызывает неравномерное распределение темпера­тур по поперечному сечению выходящего из головки экструдата, даже если темпера­туры стенок канала головки одинаковы.

Таким образом, основной целыо регулирования температуры экструзионной го­ловки является обеспечение, по возможности, более равномерного распределения температур по поперечному сечению экструдата на выходе из головки. Это соответ­ствует и основной цели конструирования эффективных экструзионных головок, а именно обеспечению равномерного распределения скоростей течения расплава на выходе.

Тесная взаимосвязь реологических и тепловых процессов, протекающих в экструзи­онной головке, из-за температурной зависимости вязкости и тепловыделений при вяз­ком течении требует одновременного совместного решения основных реологических

и термодинамических уравнений для течения расплава в канале и для корпуса экст­рузионной головки в единой расчетной схеме. Вследствие ярко выраженной нели­нейности свойств расплава от параметров течения совместное описание этих процес­сов может быть осуществлено лишь путем численного моделирования [1-9]. Методы численного моделирования, разработанные на сегодняшний день, являются столь тре­бовательными к вычислительным ресурсам и требуют такого продолжительного времени на выполнение расчетов, что их практическое применение проблематично. Поэтому в настоящей главе тепловые процессы в экструзионной головке рассмат­риваются независимо от их связи с реологическими процессами[32].