Разработка конструкций и метода расчета многоручьевых экструзионных головок

• Автор: Панов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 165 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ МНОГОРУЧЬЕВЫХ ЭКСТРУЗИОННЫХГОЛОВОК для
• ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ
1.1 Описание конструкций многоручьевых экструзионных головок для изготовления полимерных
изделий
1.2 Анализ существующих методов расчёта формующего инструмента применительно к многоручьевым экструзионным головкам
2 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИЙ МНОГОРУЧЬЕВЫХ ЭКСТРУЗИОННЫХ ГОЛОВОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
• ПРОФИЛЬНО-ПОГОНАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ
2.1 Описание конструкции многоручьевой экструзионной ф головки для изготовления плинтусов из полимерных
материалов
2.2 Описание конструкции многоручьевой экструзионной головки для изготовления полимерного мебельного полозка .
2.3 Описание двухканальной экструзионной головки для изготовления полимерной облицовочной рейки
2.4 Описание трёхручьевой экструзионной головки для изготовления полимерного строительного штапика
3 МЕТОД РАСЧЁТА МНОГОРУЧЬЕВЫХ
ЭКСТРУЗИОННЫХ ГОЛОВОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ПРОФИЛЬНО-ПОГОНАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ
3.1 Выбор основного уравнения для расчета расходных характеристик и гидравлического сопротивления в формирующих каналах сложного профиля
3.2 Метод определения коэффициентов формы каналов сложного профиля поперечного сечения
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ПРОЦЕССОВ ЭКСТРУЗИИ РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ В МНОГОРУЧЬЕВЫХ ПРОФИЛЬНО - ПОГОНАЖНЫХ КАНАЛАХ
4.1 Результаты исследования реологических свойств расплавов полимеров
4.2 Описание экспериментальной установки для исследования процессов течения расплавов полимеров и методика проведения эксперимента
4.3 Результаты экспериментального исследования процессов течения расплавов полимеров в многоручьевых профильно-погонажных каналах и сравнение их с теоретическими данными
5 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗБУХАНИЯ ЭКСТРУДАТА ПРИ ИСТЕЧЕНИИ РАСПЛАВОВ ПОЛИМЕРОВ ИЗ ФОРМУЮЩИХ
ПРОФИЛЬНО-ПОГОНАЖНЫХ КАНАЛОВ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ т0 - среднее напряжение сдвига на стенке, Па; т - напряжение сдвига, Па; хиш - истинное напряжение сдвига, Па;
Р- давление, Па;
АР - перепад давления на единицу длины, Па/м;
П - периметр сечения канала, м;
Я, - гидравлический радиус канала, м; г - радиус текущий, м;
Я - площадь поперечного сечения втулки (канала), мм2 Ь - длина канала, м;
у - скорость сдвига, 1/с;
V - скорость истечения в канале, м/с;
Qj - массовый теоретический расход, кг/с;
(2Э - экспериментальный расход, кг/с; а,Ь - коэффициенты формы канала; апп - реологические параметры;
р - плотность расплава, кг/ лг’; ср - текучесть расплава, 1/Па-с;
К - коэффициент разбухания экструдата;
Яэ - площадь поперечного сечения экструдата, мм2;
А, В,С - эмпирические константы;
Х,У,2 - координаты декартовой системы.
погонажных изделий и пластических масс это: поручни, плинтуса,
уплотнители, штапики, элементы перегородки, рейки для мебельного обрамления и др.
При течении расплава полимера в формующих каналах экструзионной головки свойства потока непрерывно меняются. При этом расплав, как правило, проходит от больших сечений к меньшим, непрерывно изменяя свою скорость.
Течение градиентное, так как по мере движения расплава по формующему каналу давление уменьшается. На выходной участок формования расплав должен поступать при постоянных давлении, скорости, деформации, температуре [1.1; 1.2; 1.12; 1.15; 1.26; 1.30; 1.34; 4.1; 4.3]
При проектировании формующих головок для профильно-погонажных изделий, фильер для производства волокон некруглого сечения, а также проточных каналов пластинчатых теплообменников и других аппаратов необходимо знать величину гидравлического сопротивления или их пропускную способность.
Правильный выбор гидродинамических характеристик потоков расплавов полимеров при напорном течении во многом определяет интенсивность технологических процессов, качество получаемой продукции, размеры формующего инструмента. Поэтому их исследование имеет большое значение при проектировании и расчёте экструзионных головок и при выборе оптимальных режимов их эксплуатации.
Исходя, из вышеизложенного можно утверждать, что точные аналитические расчёты процесса течения высоковязкого расплава полимера в головке весьма затруднены. Однако инженерные расчёты, выполняемые с определёнными допущениями необходимы.
Задачей расчёта многоручьевого формующего инструмента является правильный выбор расходных характеристик, т.е. установление теоретической