Файл: Реология в процессах и аппаратах химической технологии [сборник статей]..pdf

Из уравнения (3) нетрудно найти связь между средней ра­ диальной скоростью ог и максимальной скоростью на поверх­ ности пленки

для радиального расхода неньютоновской жидкости на едини­ цу длины окружности:

„ J- . +{

J

86

Сравнивая уравнение (13) е полной производной высоты слоя среды по времени, получим:

Уравнения (18) и (19) дают координаты (г, Ь) точки на поверхности среды через время t, выраженные через их на­ чальные координаты (h*0 и г*0).

ВЫВОДЫ

В работе рассмотрено растекание неньютоновской жидко­ сти по поверхности вращающегося диска. Получены зависи­ мости, позволяющие из любого начального контура поверхно­ сти неньютоновской среды построить новый контур, соответ­ ствующий любому моменту времени,

87

ТЯБИН II. В., Ш ЕРШ НЕВ П. II.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛАСТИЧЕСКОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

СТРУЙ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ ПОСЛЕ ИХ ИСТЕЧЕНИЯ ИЗ КРУГЛЫХ КАНАЛОВ

При переработке полимерных материалов методом экстру­ зии, истекающей из формующей головки, экструдат увеличи­ вается в поперечном сечении по сравнению с соответствующи­ ми размерами формующего канала. Это явление, характерное практически для всех полимерных материалов, получило наз­ вание «эффекта Барруса» [1]. В литературе его также назы­

лей, изготовление труб и листов и т. п.), как правило, после выхода из формующего канала экструдируемое изделие еще в незатвердевшем виде подвергается дополнительной механи­ ческой обработке (калибровка труб, каландрование листов, вытяжка и т. п.), которая практически снимает всякое изме­ нение размеров. Однако в последнее время нашли широкое применение процессы свободной экструзии без последующей дополнительной обработки. К ним относится изготовление ли­ стов, длинномерных изделий с фасонным профилем, рукавных заготовок и т. д. В связи с этим управление процессом эластического восстановления, знание его законов и возмож­ ности заранее рассчитать этот эффект приобретают в настоя­

новления для его оценки обычно применяют понятие коэффи­ циента эластического восстановления К, который находится из выражения [14]:

где d — диаметр вытекающей из формующего канала струи;

89

rl0 — диаметр канала; р,, и рш — плотности материала при комнатной температуре и температуре истечения. Если изме­ нения р„ и рш для данного материала в условиях эксперимента незначительны, то второй множитель в уравнении (1) обычно

следствие трансформации параболического профиля скоро­ стей в канале в плоский по выходе из areго, либо как резуль­ тат ориентации молекул полимерного материала в канале бла­ годаря деформациям сдвига и дезориентации после выхода из канала |9—131.

В работах [2, 3, 7, 8] эффект увеличения поперечного сече­ ния истекающего из канала полимера был объяснен его «па­ мятью», а для определения коэффициента эластического вос­ становления для ньютоновских жидкостей была предложена [3] эмпирическая зависимость:

где Ко и Kmin — коэффициенты эластического восстановления при нулевой и бесконечной длине канала; с —-константа мате­

риала, не зависящая от градиента скорости; у—средняя дефор­ мация сдвига, которой подвергается материал, проходящий через канал.

Значение у находится из выражения:

где 1— длина канала; N — поправка входа.

Эмпирическая зависимость для коэффициента эластиче­ ского восстановления полимерного материала после истечения из круглого канала предложена в [5]:

« )

где i' — время пребывания полимерного материала в канале;

аи t„ — постоянные величины.

Вработе [6] выражение (2) было усложнено для модели неньютоновской жидкости, благодаря чему оно стало трудно применяемым на практике.

90

Для коэффициента эластического восстановления расплав­ ленного полиэтилена в [4] предложено следующее эмпириче­ ское уравнение:

(5)

где Т — температура материала; D — средний градиент -ско­ рости; Ь, 1/, с' — константы материала.

Рис. 1. Схема экспериментальной устаноьки. 1— червячный пресс; 2 — переходная втулка; 3 — фланец; 4 — сменный мундштук; 5—шту­ цера для подвода обогревающей смеси пара и воды; 6 — термопары; 7 — электронное устройство временных меток; 8 — отборочный транс­ портер.

Суммируя согласующиеся выводы ряда исследователей, можно считать установленным, что коэффициент эластическо­ го восстановления полимерных материалов после их течения в круглых каналах зависит от среднего градиента скорости, диаметра и длины канал. В настоящей работе на основании опытных данных устанавливаются указанные зависимости для некоторых марок резиновых смесей.

Опытное исследование проводилось на установке, схемати­ чески изображенной на рис. 1. В круглый канал диаметром 10 мм резиновая смесь подавалась с помощью червячного пресса. Головка обогревалась смесью пара и воды, регулиро­

91