Модель утечек через радиальные зазоры в одношнековом экструдере со слабо линейно изменяющейся по длине геометрией шнека
Автор: Петров Илья Андреевич, Славнов Евгений Владимирович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 4 т.5, 2012 года.
Бесплатный доступ
Предложена модель массопереноса в радиальном зазоре между внутренней поверхностью корпуса экструдера и шнеком с изменяющейся по его длине геометрией. В рамках модели перетекание жидкости через реборду шнека приводит к изменению секундного объемного расхода жидкости по каналу шнека, обуславливающему градиент давления, который в свою очередь задает интенсивность перетекания. Поток утечек, таким образом, представляет собой распределенную по длине шнека пространственную обратную связь. С помощью метода последовательных приближений получены численные решения системы модельных уравнений для цилиндрического шнека, конических шнеков, шнека с переменным по длине шагом нарезки. Определено влияние высоты зазора на напорно-расходные характеристики, величину развиваемого давления и вид его распределения по длине указанных шнеков.
Течение в шнеке, радиальные утечки, циркуляция, распределенная обратная связь, отклонение аргумента
Короткий адрес: https://sciup.org/14320643
IDR: 14320643 | УДК: 532.5-678
Model of leakages through radial clearences in a single screw extruder with linearly changing geometry of screw
The model of mass transfer of fluid flow through the radial clearance between the inner surface of the extruder barrel and screw with linearly varying geometry is proposed. It is assumed that the leakage of fluid over the flight changes the flow rate along the screw conduit, which specifies pressure gradient. The pressure gradient defines in turn the rate of leakages, and hence the flow of leakages is considered as a distributed feedback. The system of equations is solved using the method of successive iterations for cylindrical screws, conic screws and screws with a changing pitch. The influence of the clearance height on the pressure drop – flow rate characteristics of the screw and the type of pressure distribution is analyzed.
Список литературы Модель утечек через радиальные зазоры в одношнековом экструдере со слабо линейно изменяющейся по длине геометрией шнека
- Янков В.И., Боярченко В.И., Первадчук В.П. Переработка волокнообразующих полимеров: В семи томах. -Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». -Т. 2. Течение полимеров в шнековых насосах. -2005. -998 с.
- Раувендааль К. Экструзия полимеров. -С.-Петербург: Профессия, 2010. -768 с.
- Янков В.И., Славнов Е.В., Уржунцева С.И. Шнековые машины с продольной циркуляцией Сообщение 3. Интенсификация процесса смешения//Химические волокна. -2003. -№ 5. -С. 49-57.
- Янков В.И., Труфанова Н.М., Щербинин А.Г. Неизотермическое течение растворов и расплавов полимеров в каналах постоянного поперечного сечения//ТОХТ. -2004. -Т. 38, № 2. -С. 192-201.
- Myers J.A., Barr R.A. Improved screw design for maximum conductive melting//ANTEC 2002 Plastics: Annual Technical Conference. San Francisco, California, August 2, 2002. -V. 1 -P. 414-418. http://www.robertbarr.com/pdfs/improved-screw-design.pdf (дата обращения: 27.11.12)
- Славнов Е.В., Янков В.И. Продольная циркуляция расплава полимера в двухзаходном шнековом смесителе с межканальным зазором//Вестник ПГТУ. Технологическая механика. -Пермь: Изд-во ПГТУ, 2002. -С. 3-7.
- Янков В.И., Славнов Е.В., Уржунцева С.И. Шнековые машины с продольной циркуляцией. Сообщение 2. Влияние радиальных зазоров на рабочие характеристики//Химические волокна. -2003. -№ 4. -С. 44-49.
- Янков В.И., Славнов Е.В., Уржунцева С.И. Шнековые машины с продольной циркуляцией жидкости. Сообщение 1. Напорно-расходные характеристики//Химические волокна. -2003. -№ 2. -с. 54-59.
- Mohr W.D., Mallouk R.S. Flow, power requirement, and pressure distribution of fluid in a screw extruder//Ind. Eng. Chem. -1959. -V. 51, N. 6. -P. 765-770.
- Славнов Е.В., Судаков А.И., Бузмакова С.В. Модель радиальных утечек с циркуляцией в однозаходных шнековых машинах//Вычисл. мех. сплош. сред. -2008. -Т. 1, № 4. -С. 88-96.
- Петров И.А., Славнов Е.В. Моделирование течения в шнеке с радиальным зазором как системы с распределенной обратной связью, описываемой дифференциальным уравнением с запаздывающим аргументом.//Вычисл. мех. сплош. сред. -2012. -Т. 5, № 1. -С. 107-113.
- Справочник инженера машиностроителя: В 6 т./Под ред. Н.С. Ачеркана. -М.: Машгиз, 1956. -Т. 2. -562 с.
- Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика: В 2 ч. -М.: Физматгиз, 1963. -Ч. 2. -727 с.
