文档介绍:挤出机螺杆均化段
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雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。
流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。用符号Re表示。Re是一个无因次量。
Re=ρvr/η,其中v、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数,r为一特征线度。
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雷诺数小,意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位,流体各质点平行于管路内壁有规则地流动,呈层流流动状态。雷诺数大,意味着惯性力占主要地位,流体呈紊流流动状态,一般管道雷诺数Re<2000为层流状态,Re>4000为紊流状态,Re=2000~4000为过渡状态。在不同的流动状态下,流体的运动规律.流速的分布等都是不同的,因而管道内流体的平均流速υ与最大流速υmax的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。
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均化段作用:将熔融物塑料定压、定量、定温挤入塑料成型机头中
挤出成型均化段研究
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均化段,具有这样几个突出的工艺特性
这一段螺纹深度最浅、螺槽容积最小,螺杆与机筒间产生的压力最大,同时物料受到过滤筛板的反作用力,在径向压力和轴向压力的高压作用下,使含于塑料内约占50%的气体全部排出,并使胶层压实、致密,“均压段”之称即由此而来。
这一段又是挤出工艺温度最高的一段,使经过熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化,从而消除“颗粒”,使塑化充分均匀,所以该段又称“均匀段”。
因挤出量的大小和挤出压力由该段的容积决定,所以又叫“计量段”。
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压力/MPa
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均化段的螺槽深度和长度是两个重要参量
螺槽深度:
应该设计得使该段的计量能力与压缩段的熔融能力相匹配,以适当地控制每一转的挤出量。
如果该段的螺槽深度过大,使其潜在的熔体输送能力大于熔体熔融能力,压缩段未熔融的物料会进入该段,残留的固相碎片若得不到进一步的均匀塑化而挤入机头,会影响制品质量。
如果螺槽太浅,质量就会下降,而且熔体会受到过大的剪切,熔体的温度会变得过高,非但不能获得低温挤出,甚至会引起过热分解。
均化段螺槽深度的选择还应当与使用的机头相匹配:若想获得高的挤出量,高压机头应当与浅的均化段螺槽的螺杆相匹配。
均化段螺槽深度h3的确定比较复杂,目前仍以经验方法确定。
h3=(-)D
螺杆直径较小者,H1取大值,反之,取小值。 47
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均化段长度L3是另外一个重要参数。
L3长一些,可以使物料得到相对长一些的均化时间,也可以减少温度,压力,产量的波动。
但是L3不能过长,否则会导致压缩段和加料段在全长的比例变小,不利于物料的熔融。
对于非结晶性塑料,均化段长度约占螺杆全场的22%-25%;对于结晶性塑料,均化段长度约占螺杆全长的25%-35%
对于某种给定的物料,有一个最佳的均化段螺槽深度和均化段长度。均化段的尺寸决定了它的均化能力。 有实验证明,在其他不变的情况下,均化段螺杆深度稍为增加就会使均化质量大大下降;相反,h3稍微减少产量会大大减少(50%)。而均化段的长度减少太多,同样会引起塑化质量的下降。附带说明一下,有一种习惯的计算方法,当压缩比 和均化段槽深h3决定后,h1可以用下式计算:
以上仅是一个几何关系,压缩比不应作为决定加料段螺槽深度的标准。
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均化段螺杆几何尺寸
h3=(-)Db
L3=(-)L (PVC等短,甚至不要);长径比大,相应取大 Db—螺杆直径
L—螺杆总长
h3—螺槽深度
L3—均化段长度
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螺杆的压缩比
压缩比:螺杆进出料端螺槽容积之比。压缩比的存在是产生挤出压力的前提。
螺杆的压缩比值大小,对挤出塑化原料的工艺控制条件有较大影响。它是由塑料的物理压缩比—即制品的密度与进料的表现密度之比来决定的。使挤塑机压缩比较大,目的是为了使颗粒状塑料能充分塑化、压实。挤出不同树脂时,应根据不同塑料的物理性能来选用螺杆的压缩比。
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挤出不同塑料的螺杆压缩比
名 称
压缩比
名 称
压缩比
硬聚氯乙烯(粒)
25(2〜3)
ABS
(