Պտուտակային պտտման արագության ներարկման համաձուլվածքների մեքենայի ազդեցության վերաբերյալ հետազոտություն պլաստիկացնող ունակության և ակնհայտ մածուցիկության վրա

փետրվար 23, 2023

0 Ներածություն

Ներարկման համաձուլվածքների մեքենան պլաստիկ կաղապարման հիմնական սարքավորումն է, հիմնականում ներարկման համակարգով.համակարգ, կռվան համակարգ, էլեկտրական կառավարման համակարգ, քսման համակարգ, հիդրոստատիկ փոխանցման համակարգ,Ջեռուցման և հովացման համակարգ, անվտանգության մոնիտորինգի համակարգ, և այլն. Ապրանքի որակը բարելավելու համար Քանակ, արտադրության արդյունավետությունը, նվազեցնելով էներգիայի սպառումը, մարդիկ դրա վերաբերյալ խորը հետազոտություն են անցկացրել: Ներարկման ձուլման մեքենաների հետազոտությունը բազմակողմանի է, ներառյալ էլեկտրական կառավարման համակարգը: Խելացի փոխակերպում. Փոխանցման համակարգի սերվիտրանսֆորմացիա Ջեռուցման և հովացման համակարգի էներգախնայողության բարեփոխում. Պտուտակային կառուցվածքի վերափոխումը պլաստիկացնող կարողության. Պտուտակը ներարկման ձուլման մեքենայի Heart բաղադրիչների առանցքն է, որի պարամետրերը որոշում են ներարկման մեքենայի ներարկման ծավալը, հետազոտողները ուսումնասիրել են ավելին. Որքան լավ է պտուտակի պլաստիկացնող միատեսակությունը ներկայացնում է արտադրանքի կրկնության ճշգրտությունը: Որքան բարձր է չափման ճշգրտությունը, Պլաստիկացման միատեսակության կատարողականի պարամետրը ակնհայտ մածուցիկությունն է: Պտուտակային կառուցվածքի փոփոխությունն օգնում է նվազեցնել հալվածքի ակնհայտ մածուցիկությունը:, պտուտակը.

Հզորությունը որոշվում է պտուտակի կառուցվածքով և պտուտակի արագությամբ, ճնշում, արագություն, ջերմաստիճանը, և այլն: Պտուտակի աշխատանքը չափելու հիմնական պարամետրն է. Wang Xish-ի ներարկման պտուտակի հալումը Մարմնի փոխադրումը վերլուծվել է տեսականորեն. Li Zhenget Ջերմաստիճանի և հակադարձ ճնշման ազդեցությունը խխունջի վրա Ազդեցությունը ձողերի պլաստիկացման ունակության վրա. Պլաստիկացնող հզորությունը ներկայացնում է ներարկման ձուլման մեքենայի արտադրության արդյունավետությունը,Ձեռնարկությունների տնտեսական օգուտների համար անհրաժեշտ է բարելավել պտուտակի պլաստիկացնող կարողությունը.

Ձողի պլաստիկացնող ունակությունը վերաբերում է պլաստիկացված նյութերի որակին ներարկման կաղապարման մեքենայի պտուտակի մեկ միավոր ժամանակում: Նյութերի պահպանման որակը որոշվում է չափիչ պալատով:, և պտուտակի համասեռացման հատվածի ելքը Միացված է չափիչ սենյակի հետ, Պտուտակի համասեռացման հատվածի ելքի ծավալը կարող է չափվել: Պտուտակի պլաստիկացման ունակությունը որոշվել է անցման արագությամբ: Նյութերի ընտրության ժամանակ, մածուցիկության վրա մեծապես ազդում են կտրման արագությունը և ջերմաստիճանը: Պոլիպրոպիլենի ցածր զգայունության աստիճանը հեշտացնում է փորձարարական արդյունքների հայտնաբերումն ու դիտարկումը. Այս փաստաթուղթը PP հալման հոսքի դաշտը պտուտակի համասեռացման հատվածում վերլուծվում է Fluent ծրագրաշարի միջոցով.

Փորձի և տեսական վերլուծության համադրման հետազոտական մեթոդի կիրառում, պտուտակի ռոտացիան

Պտուտակների տարբեր խորությունների ազդեցությունը ջերմաստիճանի վրա, ակնհայտ մածուցիկություն, արագություն և պլաստիկացման ունակություն: Պտուտակային համասեռացման հատվածի ելքի ծավալային անցման արագությունը վերլուծվում է ներարկման ձուլման մեքենայի արտադրության գործընթացի պտուտակների արագությունը օպտիմալացնելու համար:.

1 Տեսական վերլուծություն Այս հոդվածում, LYH680 պլաստիկ ներարկման ձուլման մեքենայի համասեռացումը մոդելավորվում է Fluent-ի կողմից: Խողովակների հեղուկի հատվածը, սահմանել տարբեր պտուտակային արագություն, Խողովակի համասեռացման հատվածի վերլուծություն: Ստացվում է պրոպիլենային հեղուկի համասեռացման հատվածի ելքի ծավալային տարանցման արագությունը: Հետազոտվել են PP հալվածի ակնհայտ մածուցիկությունը և պտուտակի պլաստիկացման ունակությունը:. Ներարկման ձուլման մեքենայի փուլ Համապատասխան պարամետրերն են: Պտուտակի համասեռացված հատվածի երկարությունը կազմում է 80 մմ, իսկ հոմոգենացնող հատվածում տակառի ջերմաստիճանը սահմանված է 220 Գ, հալման ճնշումը համասեռացման հատվածում է 1.5 ՄՊա, իսկ պտուտակային ակոսի խորությունը 2,2 Մմ է, պտուտակային պտուտակային անկյունն է 17.66 °, պտուտակի երկարություն-տրամագիծ հարաբերակցությունը 19.6, պտուտակի տրամագիծը 32 մմ; Պոլիպրոպիլենի հալման խտությունը (PP) էր 770 Մեկ գծի հզորությունը կարող է լինել / m3 Հալման կետն է 170 °C, հալվածքի ջերմահաղորդականության գործակիցը 0,182 Վտ է / (մ · °C), և հալման հարաբերակցությունը Ջերմային հզորությունը 2900 Ջ / (Մեկ գծի հզորությունը կարող է լինել · Գ), հալման մածուցիկությունը 421 Պա · ս (453 Կ / 320)Պա·s (463 K) / 250 Պա·s (473 K)。 Գործնական ճարտարագիտության մեջ, Հաշվի առեք հեղուկը։ Խտությունը քիչ է փոխվում՝ պայմանավորված այն հանգամանքով, որ հալված պոլիմերը նախապես ձևավորվելիս կտրվում է ներարկման ձուլման մեքենայի մեջ։ Կտրման արագությունը փոքր է 10-3 մ / ս, որի ժամանակ հալոցքը գտնվում է ոչ նյուտոնյան ռեոլոգիական շրջանում առաջին Այս տարածաշրջանում, հալված պոլիմերը կարելի է համարել Նյուտոնյան հեղուկ, Այսպիսով, PP հալվածքը դիտվում է որպես չսեղմվող լամինար Նյուտոնի հեղուկ տեսական և փորձարարական փորձարկման վերլուծության մեջ.

Կոորդինատների համակարգի ստեղծում

Բնօրինակ պտտվող ալիքը, որով անցնում է նյութը, ձգվում է խորանարդ ալիքի մեջ,Եռաչափ տիեզերական մոդելը, որը կառուցվել է սկզբնաղբյուրից, ներկայացված է Նկարում 1 դեպի Նկար 3.

1.2 Հեղուկի կառավարման հավասարման հաստատումը (Ֆի) + դիվ (p զ) = բաժան (γ gradphi) + Ս. (1) Որտեղ φ-ն ընդհանրացված ֆիզիկական փոփոխական է; ph-ին համապատասխանող ընդհանրացված դիֆուզիոն գործակիցը; S-ն ընդհանրացված սկզբնաղբյուր տերմին է.

Ըստ Guangyi մեթոդի, Զանգվածի և իմպուլսի պահպանման հավասարումը հաստատվում է x-y հարթության միատարրացման հատվածի մուտքի մոտ. (z = 0).

Z = – ի Pb + π F + դ Վ.

(2) dt բանաձեւում: rho-ն հալման խտությունն է, Մեկ գծի հզորությունը կարող է լինել / մ3; Vz-ը հոսքի արագությունն է z ուղղությամբ, մ / ս, մտնելով հոմոգենացման շրջանում պարուրաձև ակոս; F-ը ձգողության արագացումն է, մ / s2; Pb-ն հակադարձ ճնշում է, Պա; Հալոցի մածուցիկությունն է,

Պա·ս; T ժամանակի համար, ս; ▽ Համիլտոնյանն է，▽= ∂ i+ ∂ j+ ∂ k。 ∂x ∂y ∂z

Հավասարում (2) իմպուլսի հավասարակշռության հավասարումն է (N-S հավասարումը) մածուցիկ հեղուկից, պարուրաձև ակոսի հեղուկը համարվում է իզոթերմային հոսք; Մածուցիկության և խտության դաշտերը միատեսակ են. Պարույրային ակոսի լայնությունը շատ ավելի մեծ է, քան պարուրաձև ակոսի խորությունը, և պտուտակային կողային պատի ազդեցությունը անտեսվում է. Հալվածքը ամբողջությամբ հոսում է պտուտակային ալիքով, անտեսելով մուտքի և ելքի հոսքի ազդեցությունը, բայց հաշվի առնելով հակադարձ հետադարձ ճնշման ազդեցությունը. N-S հավասարումը պարզեցված է վերը նշված պայմաններով:

dy=1·բ。 (3) dy2eta dx

Երկու անգամ ինտեգրեք y-ը և տվեք սահմանային պայմաններ (y = 0, Vz = 0; Y = ժ, Vz = π NDcos theta / 60). Ստացվում է հոսքի արագության բաշխման վիճակի ֆունկցիան հալման ուղղությամբ, այն է

NDyπ cos theta hy-y2pb

Vz = 120 ժ – 2և × Լսինթետա. (4)

Որտեղ h-ը համասեռացման հատվածում պտուտակային ակոսի խորությունն է, մ; Պտուտակի պարույրի անկյունը, (°); L-ը համասեռացված հատվածի երկարությունն է, մ; N-ը պտուտակի արագությունն է, ր ա դ / m i n; D-ը պտուտակաձողի ուղիղ տրամագիծն է, մ.

1.3 Տեսական պլաստիկացնող հզորության հաշվարկ

Փոխարինելով հավասար. (4) հոսքի սահմանման հավասարման մեջ, Q = WhVz = π DhVz սինթեզատոր, տալիս է

22 32

Mpt = Qπ = π D Nhрsin θ cos θ – պ Դհսին

սկիպիդար. (5) 120 12 L որտեղ: W-ն հեղուկ հատվածի լայնությունն է, մ; MPT-ն պտուտակային տիպի պլաստիկ ներարկման համաձուլվածքների տեսական պլաստիկն է

Քիմիական հզորություն, Մեկ գծի հզորությունը կարող է լինել / ս; Q-ը հալեցման միատարրացման հատվածի ծավալային անցման արագությունն է, մ3 / ս. Հավասարման միջոցով (5), կարելի է տեսնել, որ պտուտակի պլաստիկացնող ունակության վրա ազդում են գործընթացի մի շարք պարամետրեր, ինչպիսիք են պտուտակի տրամագիծը, պտուտակային ակոս անկյուն, հալման ճնշումը և պտուտակային ակոսի խորությունը. Որքան բարձր է պտուտակի արագությունը, այնքան ուժեղ է պլաստիկացման ունակությունը; Երբ հալոցի ակնհայտ մածուցիկությունը մեծանում է, պտուտակի պլաստիկացնող ունակությունը մեծանում է.

Փորձարարական արդյունքներ և մոդելավորման վերլուծություն

2.1 Մոդելավորման վերլուծություն և արդյունքներ

1) Մոդելավորման վերլուծության պայմանները.

Մուտքի վերջի երեսը: արագության բաշխման վիճակի ֆունկցիայից հալման z ուղղությամբ (ինչպիսիք են (4)), Համասեռացնող հատվածի մուտքի արագությունը փոխվում է y արժեքով. Այժմ N = 120, 140, 160, 180 ռադ / min-ը համապատասխանաբար փոխարինվում է Vz-ով, և հոմոգենացման հատվածի մուտքի մոտ պարուրաձև ուղղության երկայնքով սկզբնական մոդելավորված արագությունը որոշվում է Fluent-ի ֆունկցիայի սահմանման միջոցով իր սեփական ծրագրավորման լեզվով UDF-ով:, այն է, սկզբնական արագությունը մոդելավորված և չափված պայմաններում; Քանի որ հալման ճնշումը մուտքի մոտ շատ ավելի ցածր է, քան պտուտակի գլխի ճնշումը, ճնշումը համասեռացման հատվածի մուտքի մոտ է 0; Ըստ PP նյութի և սարքավորումների գործընթացի պարամետրերի, այն

Հալման ջերմաստիճանը սահմանված է 465 Կ. Ձախ և աջ կողմի պատերը: y-z ինքնաթիռ (x = 0), (x հավասար է 3.2 × 10-2 մ) որպես համասեռացման հատվածներ

Պտուտակային ակոս պատի երկու կողմերը դրված են որպես չսահող պատեր, իսկ հալման ջերմաստիճանը պտուտակի ջերմաստիճանն է, որը սահմանված է 473 K ըստ PP նյութական բնութագրերի և սարքավորումների փաստացի վիճակի.

Վերին և ստորին կողային պատերը: x-z ինքնաթիռ (y = 0), (y = 2.2 × 10-3 մ) որպես համասեռացման հատվածի պտուտակային ակոսի ստորին և վերին կողմերը, ստորին կողմը համարվում է չսահող պատ, հալման ջերմաստիճանը պտուտակի ջերմաստիճանն է, և ջերմաստիճանը սահմանվում է 473 K՝ ըստ ՊՊ-ի նյութական բնութագրերի և սարքավորումների փաստացի վիճակի; Համասեռացման հատվածում պտուտակային ակոսի վերին կողմը հալոցի և տակառի շփման մակերեսն է, հալման հոսքի արագությունը առավելագույնն է, իսկ հալման ջերմաստիճանը հավասար է տակառի տաքացուցիչի ջերմաստիճանին, որը սահմանված է 493 Կ՝ ըստ ՊՊ նյութի արտադրական պայմանների.

Ելքի վերջի դեմքը: x-y հարթությունը (z = 0.264 մ) որպես համասեռացման հատվածի ելք, ընդունված է ճնշման ելքի սահմանը, որտեղ ճնշումը հակառակ է z ուղղությանը, և ճնշումը սահմանված է այնպես, որ համապատասխանի փորձարարական սարքավորումներին հեշտ վերլուծության և համեմատության համար, և հետևի ճնշումը սահմանված է -1.2 ՄՊա.

Մոդելավորման վերլուծության արդյունքները

Համար x = 0.01, արագության կորի դիագրամ, ջերմաստիճանը և մածուցիկությունը համասեռացման հատվածի ելքի վրա՝ կախված պարուրաձև ակոսի խորությունից, ներկայացված են նկարներում. 4 դեպի 6.

Մենք կարող ենք տեսնել Նկարից 4 որ պտուտակի արագության մեծացմամբ, ելքի վրա համասեռացման հատվածի արագությունը նույնպես մեծանում է, պտուտակային ակոսի խորության ավելացմամբ, արագությունը սկզբում նվազում է, իսկ հետո մեծանում, որը պայմանավորված է պտուտակի ակոսի վերին և ստորին մակերևույթների կտրող ուժով և մածուցիկությամբ, համահունչ պոլիմերային հեղուկի ափսեի մեջ.

Փոփոխություններ միջեւ. Ինչպես տեսնում ենք Նկարից 4, պտուտակների արագության բարձրացմամբ, Համասեռացման հատվածի ելքի արագությունը նույնպես մեծանում է. Ակոսների խորության աճով, արագությունը սկզբում նվազում է, իսկ հետո մեծանում. Դա պայմանավորված է ակոսի վերին և ստորին մակերևույթների մեծ կտրող ուժով և մածուցիկությամբ, որը համապատասխանում է թիթեղների միջև պոլիմերային հեղուկի փոփոխությանը. Ջերմաստիճանի փոփոխություն ճառագայթային ուղղությամբ, ինչպես ցույց է տրված ՆԿ. 5. PP հալվածքը շփվում է ներքևի պտուտակի հետ (y = 0), վերևում շփումը պտուտակով (y = 0,0022 մ) տեղի է ունենում ջերմային հաղորդակցություն, տաքացնել ներքևից, վերին մեջ հալեցնում, ջերմաստիճանը երկու կողմերից դեպի ներքև նվազման միտում, ձևավորելով գոգավոր ջերմաստիճանի կոր. Պտուտակային արագության բարձրացմամբ, արագությունը մեծանում է, վազորդի մեջ ջեռուցման ժամանակը նվազում է, իսկ պտույտների քանակի ավելացման հետ ջերմաստիճանը նվազում է. Ինչպես ցույց է տրված ՆԿ. 6, հալվածի ակնհայտ մածուցիկությունը սկզբում մեծանում է, իսկ հետո նվազում պարույրի բարձրության բարձրացման հետ, Հակառակ ջերմաստիճանի կորի, ակնհայտ մածուցիկությունը ամենացածրն է հալման ամենաբարձր ջերմաստիճանի վերևում, իսկ ակնհայտ մածուցիկությունը ամենաբարձրն է հալման ամենացածր ջերմաստիճանի կեսին. Պտուտակային արագության բարձրացմամբ, հալվածի ակնհայտ մածուցիկությունը ավելի ու ավելի բարձր է, և ակնհայտ մածուցիկության միատեսակությունը նվազում է. Կարելի է տեսնել, որ PP հալման ակնհայտ մածուցիկությունը հակադարձ համեմատական է ջերմաստիճանին, որը ցույց է տալիս սիմուլյացիայի ճշգրտությունը.

Դա երևում է Նկարից 6 որ մածուցիկությունը ֆիքսված չէ Fluent մոդելավորման մեջ, Այսպիսով, մենք վերցնում ենք միջին մածուցիկությունը միատարրացման հատվածի ելքի մոտ x = 0.01 այստեղ, քանի որ մածուցիկությունը փոխվում է այստեղ տվյալների համեմատության միջոցով.

Մածուցիկությունը, որն ամենամոտն է տեսական հաշվարկին.

2.2 Պլաստիկացման հզորության չափում և վերլուծություն

Ներարկման ձուլման մեքենան նախապես տաքացնելուց հետո, պլաստիկության համար պոլիպրոպիլենային հումքը դրվում է ձագարի մեջ. Պտուտակի պտտվող արագության պարամետրերը սահմանվում են 120,140,160,180 ռ/րոպ, հոմոգենացված հատվածի ջերմաստիճանը սահմանվում է 220 °C, իսկ հալեցման ճնշումը համասեռացնող հատվածում դրված է 1.2 ՄՊա. Պահպանման ժամանակը t յուրաքանչյուր պտտվող արագությամբ գրանցվում է վայրկյանաչափով, իսկ հետո դատարկ սնուցումը դրված է.

Ներարկումից հետո, ներարկումը սառչելուց հետո, ներարկման մ զանգվածը հավաքվում և չափվում է, իսկ իրական պլաստիկացման ունակությունը MPs ստացվում է MPs = 1000m/t. Նույն պայմաններում mpt պլաստիկացման տեսական ունակության համեմատության արդյունքները ներկայացված են Նկ. 7.

Նկար 7 ցույց է տալիս, որ պտուտակի պլաստիկացնող տեսական հզորությունը և պտուտակի արագությունը մոտավոր են մի ֆունկցիայի

Պտուտակային արագության բարձրացմամբ, ուժեղացված է պտուտակի պլաստիկացնող ունակությունը, և իրական պտուտակային պտուտակ

Ձողերի պլաստիկացման ունակությունը ավելի ցածր է, քան տեսական պլաստիկացման ունակությունը, ներարկման ձուլման մեքենայի իրական պլաստիկացնող ունակությունը արագությամբ 120 ~ 180 ռադ / րոպե հաշիվների համար 82% ~ 86% տեսական պլաստիկացնող ունակության մասին, ցույց տալով, որ ներարկման ձուլման մեքենայի պտուտակների պլաստիկացման ունակությունը միջին մակարդակից բարձր է. 2.3 Սխալների վերլուծություն

Կան տարբերություններ իրական պլաստիկացնող ունակության և պտուտակի պլաստիկացման տեսական ունակության միջև, ոչ ավելին, քան այս կետերը: 1) նյութի մի մասը պլաստիկացման գործընթացում ձևավորում է հալած թաղանթ, արդյունքում նյութի արտահոսք; 2) Պլաստիկացման կարողության տեսական վերլուծության մեջ պարուրաձև ճնշման արտահոսքը հաշվի չի առնվել, ինչի պատճառով որոշ նյութեր մնացին պարույրի եզրին. 3) Բացի տակառի տաքացուցիչով փոխանցվող ջերմությունից, նյութը ավելի շատ պտուտակի կտրող ջերմությունից և նյութերի միջև շփումից է, արդյունքում նյութի մի մասի ջերմային տարրալուծումը.

Պտուտակային արագության բարձրացմամբ, իրական պլաստիկացման ունակությունը դանդաղում է, կան հետևյալ կետերը: 1) Պտուտակային արագության բարձրացմամբ, պտուտակի կտրող ջերմությունը մեծանում է, արդյունքում նյութի մի մասի ջերմային տարրալուծումը; 2) Ջերմաստիճանի բարձրացումը նվազեցնում է նյութի մածուցիկությունը, մեծացնում է հակադարձ ճնշումը, խանգարում է նյութի առաջընթացին, և հանգեցնում է իրական պլաստիկացնող էներգիայի դանդաղմանը.

Եզրակացություն Պտուտակային ակոսի խորության ավելացմամբ, ջերմաստիճանի միատեսակությունը և ակնհայտ մածուցիկությունը նվազել են, և ավելացել է պլաստիկացման ունակությունը, բայց արտադրանքի որակի ճշգրտությունը նվազել է. Պլաստիկացման ունակությունը մեծացել է պտուտակի արագության աճով, բայց ջերմաստիճանի և ակնհայտ մածուցիկության միատեսակությունը նվազում էր պտուտակի արագության մեծացման հետ. Պտուտակի ջերմաստիճանի բարձրացումը օգնում է խթանել ակնհայտ մածուցիկության միատեսակությունը և բարելավել արտադրանքի որակի ճշգրտությունը; Արտադրանքի որակը ապահովելու և արտադրության արդյունավետությունը բարելավելու նպատակով, խորությունը, ջերմաստիճանը և պտուտակային արագությունը պետք է օպտիմալացվեն.