Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

Таблица 2.9 - Исходные данные

Параметр	Обозначение	Значение
Экструдируемый материал	Полиэтилен + полипропилен	-
Диаметр червяка, см	D	6,3
Отношение длины червяка к диаметру		30
Общая длина червяка, см	Lобщ=30D	189
Длина зоны дозирования, см	Lдоз=15D	94,5
Длина зоны питания, см	Lпит=4D	25,2
Длина зоны пластикации, см	Lпласт=6D	37,8
Шаг винтовой нарезки червяка, см	t=D		6,3
Глубина канала, см	hпит		0,6
Степень сжатия материала в зоне дозирования	k		2,5
Частота вращения шнека, об/мин	N		45

 

Примем глубину канала h_пит=6мм. Для определения ширины гребня винтовой нарезки е воспользуемся формулой (2.1):

 

e=0,lD, (2.1)

 

где D-диаметр червяка

е = =0,63 см,

Вычислим  - зазор между гребнем червяка и цилиндром по формуле

 

=0,004 , (2.2)

 

где D-диаметр червяка

 

 

Рассчитаем угол подъема винтовой нарезки на гребне червяка по формуле (2.3):

 

= arctg , (2.3)

 

где t-шаг винтовой нарезки червяка, см

D-диаметр червяка.

 

 

Рассчитаем глубину канала в зоне дозирования по формуле (2.4) (для дальнейших расчетов шнека все метрические значения берем в сантиметрах):

 

 (2.4)

 

где D-диаметр червяка;

h_пит-глубина канала;

к - коэффициент сжатия в зоне дозирования - К = 2,5 (для гранулированного сырья).

 

.

 

По расчетам получилось 3мм < 6мм, условие h_доз <h_пит соблюдено, расчет оставляем. Рассчитаем величину прямого потока по формуле (2.5):

 

 (2.5)

 

где D-диаметр червяка, см; h_доз - глубина канала в зоне дозирования, см; е-ширина гребня винтовой нарезки, см; t - шаг винтовой нарезки червяка, см; -угол подъема винтовой нарезки, см; N-частота вращения шнека, об/мин.

 

 

Рассчитаем величину обратного потока по формуле (2.6):

 

 (2.6)

 

Для того что бы рассчитать Q_обр нужно рассчитать  по формуле (2.7):

 

 (2.7)

 

где h_доз - глубина канала в зоне дозирования, см;

е-ширина гребня винтовой нарезки, см;

t - шаг винтовой нарезки червяка, см;

-угол подъема винтовой нарезки, см;

L_доз - длина зоны дозирования, см

 

 

Для определения эффективной вязкости расплава в винтовом канале червяка экструдера рассчитаем скорость сдвига  по формуле (2.8).

 

 (2.8)

 

где h_доз - глубинa канала в зоне дозирования, см

N-частота вращения шнека, об/мин.

D-диаметр червяка, см;

 

 

При дальнейших расчетах при определении эффективной вязкости расплава будем пользоваться диаграммой приведенной на рисунке 2.6 [21].

По графику зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига, находим значение эффективной вязкости при t=230°C

 

γ=44,7 c^-1; µ_эф= 2,3 ∙ 10^-2 кг с/см²;

 (2.9)

=1,72∙10^-3 ∙ρ;

Q_обр1= 1,72∙10^-3 ∙ 80 =0,137 см³/с

Q_обр2= 1,72∙10^-3 ∙ 90 =0,154 см³/с

Q_обр3= 1,72∙10^-3∙100 =0,172 см³/с

Q_обр4= 1,72∙10^-3∙110 =0,189 см³/с

Q_обр5= 1,72∙10^-3∙120 =0, 206 см³/с

Q_обр6= 1,72∙10^-3∙130 =0,223 см³/с

 

Полученные данные сведем в таблицу 2.10

 

Таблица 2.10 - Значения величины обратного потока от давления экструдера

Показатель	Значение
Р, атм	80	90	100	110	120	130
Qобр, см3/с	0,137	0,154	0,172	0,189	0, 206	0,223

 

Рассчитаем величину потока утечки по формуле (2.10):

 (2.10)

 

Рисунок 2.6 - График зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига

 

Для того чтобы рассчитать величину потока утечки рассчитаем градиент скорости по формуле (2.11):

 

; (2.11)

; (2.12)

 

При дальнейших расчетах при определении эффективной вязкости расплава в зазоре будем пользоваться диаграммой 1.

Температура переработки композиции

 

t_плав=230°С, γ'_утеч=445 сек^-1 µ_γ=3,75∙10^-3

Далее можно рассчитать величину потока утечки принимая давление создаваемое экструдером от 80-130 атм. (шаг 10 атм). Рассчитаем Q _утеч по формуле (2.13)

 

 (2.13)

Q_утеч1=0,84∙10^-4 ∙ 80 = 0,0067 см³/с

Q_утеч2=0,84∙10^-4 ∙ 90 = 0,0075 см³/с

Q_утеч3=0,84∙10^-4 ∙ 100 = 0,0084 см³/с

Q_утеч4=0,84∙10^-4 ∙ 110 = 0,0092 см³/с

Q_утеч5=0,84∙10^-4 ∙ 120 = 0,0100 см³/с

Q_утеч6=0,84∙10^-4 ∙ 130 = 0,0109 см³/с

 

Полученные данные сведем в таблицу 2.11

 

Таблица 2.11 - Значения величины потока утечки при различных давлениях

Р, атм	80	90	100	110	120	130
Qутеч, см3/с	0,0067	0,0075	0,0084	0,0092	0,0100	0,0109

 

Пластификационная производительность экструдера определяется по формуле (2.14)

 

Q=Q_пр - Q_обр - Q_{утеч (}2.14)

Q₁=22,8 - 0,137 - 0,0067 = 22,65 см³/с

Q₂=22,8 - 0,154 - 0,0075 = 22,63 см³/с

Q₃=22,8 - 0,172 - 0,0084 = 22,61 см³/с

Q₄=22,8 - 0,189 - 0,0092 = 22,60 см³/с

Q₅=22,8 - 0, 206 - 0,0100 = 22,58 см³/с

Q₆=22,8 - 0,223 - 0,0109 = 22,56 см³/с

 

По данным полученным в результате всего расчета составим сводную таблицу 2.12.

В таблице 2.12 указаны все значения полученные при расчете проектируемого экструдера.

 

Таблица 2.12 - Общая таблица полученных результатов.

Р, атм	80	90	100	110	120	130
Qпр	22,8	22,8	22,8	22,8	22,8	22,8
Qобр, см3/с	0,137	0,154	0,172	0,189	0, 206	0,223
Qутеч, см3/с	0,0067	0,0075	0,0084	0,0092	0,0100	0,0109
Q	22,65	22,63	22,61	22,60	22,58	22,56

 

Исходя из полученных данных рассчитаем среднюю производительность экструдера:

 

Q_ср=  см³/с

 

Рассчитаем производительность экструдера в пересчете на кг по формуле (2.15):

 

 (2.15)

 

где ρ-плотность перерабатываемого материала

 

Q=3,6∙0,77∙22,6 =63,25 кг/час

 

Исходя из всего вышеизложенного можно сделать следующие выводы: предлагаемая технологическая линия наиболее выгодно и эффективно поможет переработать предлагаемые в проекте композиционные материалы на основе вторичного полипропилена и полиэтилена. В предложенном процессе учитываются и соблюдаются все технологические параметры необходимые для переработки композиций. Расчетная производительность экструдера 63 кг/час [20,21].

Экспериментальная часть