химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

разогревается. Тепло поступает от стенок корпуса и выделяется вследствие объемного сжатия, а также сдвига пристенных слоев материала. Поскольку между выступами нарезки одного червяка и стенками канала другого остаются небольшие боковые зазоры, расплав может перетекать по ним из одного межвиткового пространства в другое.

вого пространства в другое и повышающее интенсивность смешения.

Методы расчета экструзии. Математич. модели движения материала в экструдере позволяют установить связь между регулируемыми параметрами режима (частотой вращения червяка, заданным распределением темп-р, сопротивлением решетки с пакетом сеток и др.) и основными механич. и термодинамич. параметрами процесса — производительностью, фактич. распределением темп-ры и давления в материале, интенсивностью механич. смесительного воздействия, темп-рой и давлением расплава на входе в головку, потребляемой мощностью, осевыми усилиями и др.

Для описания движения материала используют детерминированные математич. модели, основанные на законах механики сплошной среды, или формализованные регрессионные статистич. модели, рассматривающие процесс как «черный ящик» (эти модели позволяют связывать входные характеристики материала с параметрами экструдата).

При построении детерминированных моделей рассматривают три вида движения: твердого материала в зоне питания; «пробки», состоящей из частично расплавленного твердого материала, в зоне пластикации; расплава в зоне дозирования. Условие согласования полученных решений — постоянство расхода материала (по массе) во всех трех зонах.

Математич. модели зоны питания учитывают одномерное движение в винтовом канале червяка твердой сжимаемой «пробки», сопровождающееся ее проскальзыванием относительно стенок канала червяка и корпуса. Иногда рассматривают дополнительно и начальную стадию движения сыпучего материала (гранул, порошка), частицы к-рого взаимодействуют между собой. Движение «пробки» сопровождается в этом случае перемещением слоев сыпучего тела.

Существующие модели позволяют установить в результате расчета след. функциональные зависимости:

P = hlQ, р, Г,-, ф, Т0, Я, Ср, I, Тпл, Ть(1), Щ (1)

С = Ыр, Ф- Л". Т0, Ть(1), Гпл, N] (2)

где .Р — давление; Q — объемный расход материала; S — осевая толкающая сила; р — плотность материала, зависящая от давления и темп-ры; Г,- — комплекс геометрич. характеристик червяка (глубина канала, шаг нарезки, диаметр и др.); ф — коэфф. внешнего трения, зависящий от давления и темп-ры; Т0 — темп-ра материала, поступающего в экструдер; А, — коэфф. теплопроводности материала; Ср — теплоемкость материала; I — осевая координата сечения червяка; Тпл — темп-ра плавления (размягчения) материала; тьЬ) — распределение темп-р, заданное на нагревателях корпуса; N — частота вращения червяка; 12 — длина зоны пластикации.

Зависимости (1) и (3) имеют обычно экспоненциальный характер, что свидетельствует о быстром возрастании значений Р и S с увеличением длины зоны питания. Препятствие для широкого использования приведенных зависимостей — отсутствие сведений о связи коэфф. внешнего трения гранулированных или порошкообразных материалов с темп-рой и давлением. Несмотря на это, оперируя усредненными значениями коэффициентов, удается получить удовлетворительные результаты.

С использованием математич. моделей зоны пластикации м. б. определены: длина участка червяка, в пределах к-рого «текущая» ширина X «пробки» уменьшается до 0,05—0,1 ее начального значения; закономерности распределения давлений и темп-р на этом участке; возникающее в пределах зоны осевое усилие и расходуемая мощность. Решение этих задач основано на совместном рассмотрении ур-ния теплового баланса (учитывающего подвод тепла к «пробке» вследствие теплопроводности от нагревателей корпуса и дисси-пативного разогрева в тонком слое, а также расход тепла на разогрев и плавление материала) и ур-ния движения в тонком слое, определяющего интенсивность отвода образующегося расплава к толкающей стенке червяка. Длину «пробки» из условия А7И/<:0,05 определяют, интегрируя численными методами по длине винтового канала ур-ние вида:

р,Ухгд(пХ)/дг = ФХ*'* (4)

где ps — предельное значение плотности исходного материала; Vsg — средняя скорость движения «пробки» в винтовом канале; h — глубина винтового канала; z — координата, направленная вдоль оси развертки канала; Ф — интенсивность плавления, определяемая условиями разогрева «пробки».

Распределение давлений и темп-р в расплаве, к-рый находится у толкающей стенки винтового канала червяка, устанавливают методами, используемыми при расчете зоны дозирования.

Математич. модель зоны дозирования позволяет определить поле скоростей, объемный расход расплава, а также рассчитать продольное распределение давлений и темп-р, осевые усилия и мощность, потребляемую в этой зоне. Расчет сводится обычно к решению системы нелинейных дифференциальных ур-ний — ур-ния движения (5), ур-ния неразрывности (6), ур-ния энергетич. баланса (7) и реологич. ур-ния состояния (8):

VP = [VP] (5)

Aiv{pV) = 0 (6)

QpCpdT = dV + ab (Tb - T) dz + as (Ts- T) dz+QdP (7)

P// = 4e'2e// (8)

где v — оператор Лапласа; p — тензор напряжений; V — скорость потока (векторная величина); 1|э — тепло вязкого трения; aj и as — коэффициент теплоотдачи от расплава соответственно к стенке корпуса и к червяку; Т, Т0 и Ts — соответственно температура материала, корпуса и червяка; />,у — компонента тензора напряжений; е,у — компонента тензора скоростей деформации; ца — эффективная вязкость расплава

1—п

чв=Мввхр[Ь(Ги-Г)] С'»/*) 2" р,0 — эффективная вязкость при единичной скорости движения и темп-ре Т0; Ъ — температурный коэфф. вязкости; 12 — второй инвариант тензора девиатора скоростей деформации; п — индекс течения, определяющий величину аномалии "вязкости.

Интегрированием ур-ний (5) — (8), выполняемым обычно численными методами, получают искомые геометрич. и технологич. характеристики в виде парамет-рич. функций.

Математич. описание движения расплава в формующем инструменте позволяет определить связь между

объемным расходом, давлением и темп-рой экструдата;

величину и распределение нормальных напряжений и

высокоэластич. деформаций, к-рые развиваются в экструдате при режимах, соответствующих выбранной

«рабочей точке». Для решения первой задачи используют математич. модель движения расплава в экструзионной головке, к-рую получают интегрированием

ур-ний движения и неразрывности для канала соответствующей формы (геометрии). Граничные условия,

как и в случае движения материала в зоне дозирования,

определяют, исходя из предположения об отсутствии

проскальзывания. В результате получают ур-ние вида:

ег = &[РехрЬ(Г-Гпл)/р.0]« (9)

где ОГ — объемный расход расплава через головку; К — суммарный коэфф. сопротивления головки.

Коэфф. А; определяют суммированием обратных сопротивлений отдельных коротких участков головки по ф-ле:

где m — число участков, на к-рые делят канал головки (в пределах каждого такого участка поперечное сечение канала считают неизменным).

Для решения второй задачи необходимо учитывать распределение нормальных напряжений в потоке и величину ориентационной вытяжки, обусловленной разностью между средней скоростью истечения расплава и скоростью приемки экструдата. Расчет высокоэластич. деформации расплава необходим для прогнозирования качества поверхности экструдата (это особенно важно при производстве кабельной изоляции и плоской пленки, скорости Э. к-рых ограничивают, чтобы избежать дробления поверхности).

Математич. описание стадии охлаждения (или вулканизации) экструдата базируется на решении задачи нестационарной теплопроводности, связанной с расчетом температурного поля в охлаждаемом (или нагреваемом) изделии. Решение сводится обычно к интегрированию ур-ния теплопроводности:

dT/dt^a^T (И)

с граничными условиями первого или третьего рода (а — коэфф. температуропроводности). Для этой стадии характерны качественные оценки, относящиеся к образованию надмолекулярной структуры и возникновению «замороженных» ориентационных напряжений. Основой таких оценок служат существующие представления о кинетике кристаллизации и структу-рообразования.

Лит.: Фишер Э., Экструзия пластических масс, пер. с нем., М., 1970; Шенкель Г., Шнековые прессы для пластмасс, Л., 1962: Торнер Р. В., Теоретические основы переработки полимеров, М., 1977; Каплун Я. В., К и м В. С, Формующее оборудование экструдеров, М., 1969; Т a d m о г Z., Klein I., Engineering principles of plasticating extrusion, N. Y.— [a.o.], 1970. См. также лит. при ст. Экструдеры.

Р. В. Торнер.

ЭЛАСТИК — см. Высокообъемные нити.

ЭЛАСТОМЕРЫ (elastomers, Elastomere, elastomeres)— полимеры и материалы на их основе, обладающие высокоэластич. свойствами во всем диапазоне темп-р их эксплуатации. Типичные Э.— каучуки и резины. См. также Высокоэластическое состояние.

ЭЛЕКТРЕТЫ полимерные (electrets, Elektrete, electrets) — тела из полимерных диэлектриков, способные длительное время находиться в наэлектризованном состоянии.

Получение. Термоэлектреты образуются при нагревании термопластичного полимерного диэлектрика выше его темп-ры размягчения, выдержке и последующем охлаждении его в постоянном электрич. поле. Под воздействием поля вследствие высокой подвижности элементов структуры в полимере происходит электрич. поляризация, обусловленная ориентационной дипольной поляризацией (см. Диэлектрические свойства) и смещением иойов, возникающих при диссоциации ион-ногенных примесей или самих макромолекул (поляризация смещения). При охлаждении в поле эта поляризация «замораживается» и в полимере образуются поверхностные заряды, противоположные по знаку потенциалам на прилегающих электродах (гетероза-ряды). В полях большой напряженности и при наличии воздушных зазоров между электродами и поверхностями полимерного образца происходят электрич. разряды, при к-рых носители зарядов инжектируются в диэлектрик и захватываются энергетич. «ловушками». При этом на поверхности полимера обр

страница 268
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)" (21.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стенды для плитки тех панель 192
участки в новой москве рассрочка
наборы ложек вилок ножей
новогодняя дискотека для подростков в клубе icon

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)