单螺杆挤出机熔体输送与口模特性分析

1、 广东轻工职业技术学院高分子教研室 广东高校高分子材料加工工程技术开发中心 一.塑化的概念 单螺杆挤出机工作原理l 塑化和建压；l 塑化的作用使塑料在组分、密度、温度及粘度等四方面达到均匀；l 混合起到至关重要的作用，混合分为分布混合及分散混合。混合过程示意图一.塑化的概念静态混合器混合过程12341二.熔体输送理论发展历程 三.经典的熔体输送模型 螺槽展开模型 拖曳流示意图42sin213223hNDVWhQzd1. 正流、拖曳流Qd计算：此处，此处， W 螺槽法向宽度；螺槽法向宽度； h3 计量段螺槽高度；计量段螺槽高度； Vz 机筒在螺槽展开方向分速度；机筒在螺槽展开方向分速度； D 螺

2、杆外径；螺杆外径； N 螺杆转速；螺杆转速； 螺杆螺旋升角；螺杆螺旋升角；有哪些假设呢？l压力流Qp是由机头、分流板，滤网等对熔体的反压引起的流动，此时相当于上板拖动速度为0，对于牛顿流体，可以得到速度解析解，是抛物线分布。 三.经典的熔体输送模型 2. 压力反流 Qp计算： 压力反流示意图312123331213312sinsin/12LPPDhLPPWhQp此处，此处， W 螺槽法向宽度；螺槽法向宽度； D 螺杆外径；螺杆外径； h3 计量段螺槽高度；计量段螺槽高度； L3 均化段螺杆长度；均化段螺杆长度； P2 均化段末端压力；均化段末端压力； P1 均化段开始处压力；均化段开始处压力；

3、 u1 熔体粘度；熔体粘度； 螺杆螺旋升角；螺杆螺旋升角； 漏流示意模型三.经典的熔体输送模型 3. 机筒螺杆间隙漏流QL 计算：312233223122312sin12sinLPPeDeWLPPWQL此处，此处， W 螺槽法向宽度；螺槽法向宽度； D 螺杆外径；螺杆外径； 3 机筒螺杆间隙；机筒螺杆间隙； L3 均化段螺杆长度；均化段螺杆长度； P2 均化段末端压力；均化段末端压力； P1 均化段开始处压力；均化段开始处压力； u2 熔体粘度；熔体粘度； 螺杆螺旋升角；螺杆螺旋升角； 质点运动轨迹4. 横流：不影响产量，但关乎混合-6.25E-4-0.00625-0.0119-0.0175-

4、0.0231-0.0288-0.0344012345678910 11 12 130.00.20.40.60.81.0 xy 螺槽横截面内的横流三.经典的熔体输送模型 螺杆挤出特性：四.影响熔体输送的主要因素 31223322312123332212sin12sin42sinLPPeDLPPDhhNDQQQQLPd 螺杆挤出特性图l挤出产量挤出产量Q近似于螺杆的外径近似于螺杆的外径D的平方成正比，的平方成正比，螺杆转速越高，挤出产量越大；螺杆转速越高，挤出产量越大；l均化段螺杆长度均化段螺杆长度L3越大，压力反流和漏流均减越大，压力反流和漏流均减小，螺杆混合效果提高，产量小，螺杆混合效果提高，

5、产量Q提高，但提高，但L3受整受整个螺杆分配长度的控制；个螺杆分配长度的控制；l漏流与漏流与间隙的三次方成正比，当间隙值大于间隙的三次方成正比，当间隙值大于1mm时，漏流将对挤出产量产生较大的影响；时，漏流将对挤出产量产生较大的影响；l粘度与材料的性质及加工温度有关。降低加工粘度与材料的性质及加工温度有关。降低加工温度，熔体的粘度、增加，挤出产量增大。温度，熔体的粘度、增加，挤出产量增大。 几点启示l 机头口模：是物料流经并获得一定几何形状、必要尺寸精度和表面光洁是物料流经并获得一定几何形状、必要尺寸精度和表面光洁度的部件。度的部件。五.口模阻力特性 造粒 型材吹膜管材l 口模特性K：表征经过口模的产量表征经过口模的产量Q与压力差的关系。与压力差的关系。 五.口模阻力特性PKQ此处，此处， Q 通过口模的体积流率通过口模的体积流率(m3s)； K 是口模形状系数（是口模形状系数（m3），仅与），仅与口模尺寸有关，计算方法下表；口模尺寸有关，计算方法下表；P 为熔体通过口模时的压力降为熔体通过口模时的压力降（MPa）；