химический каталог




Переработка каучуков и резиновых смесей

Автор Е.Г.Вострокнутов М.И.Новиков В.И.Новиков Н.В.Прозоровская

т окружающей среды. Автогенные, или автотермические процессы, это те, в которых требуемое для их протекания тепло не подводится извне, а генерируется в самой системе за счет внутреннего и внешнего трения.

246

Если обозначить количество передаваемого тепла через dQ, то при адиабатическом процессе dQ = 0. При изотермическом процессе (7' = const) dT=0. Такой процесс в реальных червячных машинах с внутренними тепловыделениями, особенно в случае переработки высоковязких резиновых смесей, должен так балансироваться путем интенсивного теплообмена, чтобы температура не менялась ни во времени, ни в пространстве — по зонам экструдера (рис. 7.4).

Практически большинство процессов экструзии полимеров и эластомеров протекает ни чисто адиабатически, ни чисто изотермически, а по промежуточному политропическому режиму (рис. 7.5). При этом dQ=Ј0 и dT=Ј0. Вместе с тем анализ крайних идеализированных случаев очень полезен, так как показывает существо этих процессов и количественные соотношения между их параметрами оптимизации и переменными факторами. При этом можно считать, что небольшие червячные машины (с диаметром червяков до 100 мм и хорошими теплообменными устройствами) могут работать, приближаясь к изотермическому режиму, в то время как крупные, мощные машины даже при интенсивном теплообмене работают, практически в автогенном и адиабатическом режимах [8].

Рис. 7.4. Червячная машина с регулированием температуры по зонам.

247

Для червячных машин, питание которых производится разогретой гомогенизированной и свежепластицированной резиновой смесью, поступающей с вальцов, подогрев необходим, как правило, только в начале работы. В дальнейшем их нужно интенсивно охлаждать, отводя тепло, выделяющееся при деформировании смеси, иначе может произойти ее подвулканизация или химическое разложение. Современные червячные машины отличаются многими конструктивными усовершенствованиями, однако для них по-прежнему типичным является автогенный режим работы, приближающийся иногда к адиабатическому.

лЮгН sin ф cos «р

Г _26_ el 1Г _6_]

[' D ~ nDsiny + ( е )(sin?cos

[ия ка(

[1_ D - nDsin4>J[1- H\Fd

лРН3 sina ф 12

ДР =

Выразив перепад давления как функцию переменной вязкости, получим:

(7.4)

Небольшие червячные машины с Q= (50—100) кг/ч имеют низкий термический коэффициент полезного действия вследствие больших потерь тепла в окружающую среду. В то же время мощные (автогенные) машины характеризуются значительно лучшим энергетическим балансом, так как необходимое тепло генерируется в самом материале. Однако в автогенных машинах не исключена возможность перегрева материала при его интенсивной вихревой конвекции в канале червяка. Поэтому, вообще говоря, необходимо зонное регулирование температуры с подводом извне и отводом тепла наружу. При зонном регулировании важно также учитывать (особенно при переработке резиновых смесей и для любых пла-стицирующих экструдеров) температурные зависимости коэффициентов трения материала о червяк и корпус. Отсутствие всеобъемлющей теории экструзии вынуждает использовать для исследования процесса статистические методы регрессионного анализа и экстремального планирования многофакторного эксперимента [9—12]. Этот подход, однако, гозволяя решать конкретные частные задачи, не вскрывает механизма процессов переработки.

Физические теории экструзии разработаны лишь для некоторых частных случаев, один из них—термодинамика изотермического процесса—был разобран в работах [2, 7], другой — адиабатический процесс — проанализирован Мак-Келви.

Анализ адиабатического процесса экструзии

Особое внимание теория адиабатического процесса экструзии привлекает с тех пор, как наметилась тенденция применять червячные машины большого размера с быстровращающимися червяками, которые работают при температуре возрастающей по мере продвижения материала по зонам.

(7.3)

Т| ' дг

Уравнение течения можно записать в виде:

<Э = ал —

где а и В — функции геометрических переменных; я — частота вращения. 248 где т) — функция координаты г.

Чтобы установить связь вязкости и температуры с переменной z, составляют энергетический баланс процесса. Диссипируемая механическая энергия в адиабатическом процессе идет частично на повышение температуры элемента объема материала, а частично на повышение упругой энергии за счет сжатия элемента [1]:

cQdT + QdP = erptdz + andP

где e — функция геометрических переменных, подобная а и В; с — удельная теплоемкость материала.

\\dz ?dT

Пренебрегая членами, выражающими упругую энергию, которые, как считают, примерно на порядок меньше членов, определяющих диссипативную энергию, получают:

(7.5)

(7.8}

Характеристику червяка определяют после интегрирования подстановкой (7.5) в (7.4):

ей /л»ДР\

Q = an —{-Q&T-)

Из соотношения (7.6) видно, что производительность АДИАБАтического процесса экструзии З1висит от отношения АР/AT. КОГДА ДР=0, Q имеет максимальное значение; АР/AT при этом также равно нулю. По мере перекрытия выходного отверстия СО

страница 96
< 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

Скачать книгу "Переработка каучуков и резиновых смесей" (4.35Mb)


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

 

 

Реклама
коллекция sorolla patmos
дизельный котел для обогрева
Кикните и получите скидку по промокоду "Галактика" в KNS - телевизоры samsung цены - офис на Дубровке с собственной парковкой.
шкафы для одежды для школы фото

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
(03.12.2016)