Методические указания к лабораторной работе №4 «Расчёт зоны дозирования»

Цель лабораторной работы – изучение процессов тепломассоопереноса полимера в зоне дозирования экструдера при наложении изоляции и оболочек кабельных изделий. Задачей данной работы является исследование влияния геометрических, технологических и физических факторов на изучаемый процесс с применением метода математического моделирования, позволяющего избегать проведения длительных и дорогостоящих экспериментов.

Краткие теоретические сведения

В основе действия червячных прессов лежит способность полимеров выдавливаться в расплавленном состоянии через каналы формующих инструментов под большим давлением.

Зона дозирования находится между зоной плавления и кабельной головкой. Момент исчезновения полимерной пробки определяет окончание зоны плавления и начало зоны дозирования. В зоне дозирования происходит интенсивное наращивание давления и гомогенизация расплава.

Течение в канале зоны дозирования моделируется обобщенным течением Куэтта в режиме заданного расхода между двумя параллельными пластинами, одна из которых движется с постоянной скоростью, равной значению окружной скорости вращения шнека.

Допущения: процесс стационарный, установившийся, неизотермический, среда ньютоновская, течение ламинарное.

Уравнение движения:

(1)

(2)

Где β – температурный коэффициент, n – показатель аномалии вязкости.

Уравнение энергии:

(3)

Граничные условия:

(4)

Эпюры скоростей показаны на рис. 1.

Рис.1. Распределение скоростей в канале экструдера в зоне дозирования.

Также должны выполняться следующие условия:

; .

Для решения данной задачи следует воспользоваться методом конечных разностей. В приложении приведены теплофизические и реологические характеристики некоторых полимеров.

Задание

В соответствии со своим вариантом задания выполнить следующие расчеты:

1) Для заданного номинального технологического режима:

– разработать алгоритм и расчетную программу;

–определить скорости V_bx и V_bz;

– рассчитать поля скоростей и температур с помощью метода конечных разностей.

– определить длину зоны дозирования.

2) Исследовать влияние на процесс наращивания давления следующих факторов:

– температуры корпуса;

– частоты вращения шнека;

– расхода материала;

– теплофизических характеристик материала.

3) Провести анализ полученных закономерностей процессов тепломассопереноса полимера в зоне дозирования экструдера и сделать выводы.

4) Построить графики полученных зависимостей.

5) Оформить отчет.

Исходные данные

Технологические и гометрические характеристики

Теплофизические и реологические характеристики

4.4 . Контрольные вопросы

Какие процессы происходят в зоне дозирования?

Какие виды течения вы знаете?

Какие допущения принимаются при расчете?

Какое течение называется течением Куэтта?

За счет чего происходит нагнетание давления в червячном прессе?

Поиск по сайту: