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

вание температуры производилось автоматически. Температу­ ра резиновой смеси и стенки канала контролировалась с помощью двух специальных термопар. С целью исключения вытяжки под собственным весом отшприцованный пруток после выхода из головки двигался по наклонному транспорте­ ру. Длина канала изменялась с помощью набора мундштуков с одинаковыми углами конфузоров, равными 80°.

Рис. 2. График зависимости коэффициента эластического вос­ становления от среднего градиента скорости при различных относительных длинах канала для резиновой смеси НО-68-1

при Т=353° К.

Изменение скорости шприцевания осуществлялось изме­ нением числа оборотов червяка пресса, который приводился гю вращение электродвигателем постоянного тока.

Объемный расход смеси определялся из выражения:

где L — длина отрезанного образца; t — время его выдавли­ вания.

Длина отрезанных образцов измерялась с помощью линей­ ки с точностью ± 1 мм, диаметр — с помощью калибромера с точностью ±0,1 мм. Измерение проводилось после выдержки образцов в ванне с водой комнатной температуры в течение 30 минут, что позволило отрелаксировать образцу.

Время выдавливания определялось по числу проколов на образце, которые наносились специальным электронным

92

Линейные участки зависимости К —f(D) занимают боль­ шую часть исследованного диапазона D и перекрывают об­ ласть скоростей, обычно применяемых на практике. Поэтому эти участки представляют наибольший практический интерес, и дальнейшие рассуждения будут касаться именно их.

На рис. 5 представлена экстраполяция линейных участков зависимости K= f(D) в область отрицательных значений сред­ него градиента скорости для резиновой смеси НО-68-1. Ана­ логичный вид эти графики имеют « для резин 6123 и Кз-339. Следовательно, для всех резиновых смесей получается пучок

рис. 2, 3 и 4 видно, что с ростом l/d0 значение Ко' уменьшает­ ся. Графики этой зависимости для исследованных в данной работе резиновых смесей представлены на рис. 6. Как видно из графика, зависимость K'0 = f(D) имеет гиперболический

характер. При l/do = 0 на оси ОК кривая отсекает отрезок Коо, затем К'о уменьшается и при l/d0 K'o~*Kmin- Математи­ ческая обработка позволяет рекомендовать следующее урав­

нение, хорошо описывающее опытные данные

95

Кс К|ий

к с - K .i„

1+т

где т= С /В .

О соответствии опытных и расчетных данных можно су­ дить по графику рис. 6, где сплошные линии соответствуют зависимости, рассчитанной по уравнению (12), точки на кри­

Рис. 6. График зависимости коэффициента эластического восстановления, полученного экстраполяцией линейных участков зависимости К==f(D) до пересечения с осью ОК, от относительной длины канала для различных ре­ зиновых смесей. О — резиновая смесь НО-68-1, Т= 353° К; А — резиновая смесь 6123, Т=353° К; □ — резиновая смесь Кз-339, Т=348° К.

Уравнение (13) и будет описывать зависимость коэффици­ ента эластического восстановления струи резиновой смеси при ее истечении из круглого канала. Как видно из уравнения (13), для расчета коэффициента эластического восстановления при заданном среднем градиенте скорости, длине и диаметре круглого канала необходимо знание четырех постоянных ве­ личин Коо, Kmin, m, D0, характеризующих процесс истечения.

96

Эти постоянные истечения будут зависеть от состава, реологи­ ческих свойств резиновых смесей, а также от предыстории те­ чения, т. е. от геометрических размеров конфузора, через который смесь подается в круглый канал. Постоянные истече­ ния могут быть определены путем опытного исследования течения резиновых смесей через круглые каналы. При входе в круглый канал, выполненном в виде конфузора суглом ко­ нусности 80°, значения констант, входящих в уравнение (13) для исследованных в данной работе резиновых смесей, при­ ведены в таблице 1.

Полученные опытные данные были обработаны в соответ­ ствии с уравнением (13) в виде графика, изображенного на рис. 7. Как видно, опытные данные хорошо укладываются на расчетную прямую, соответствующую уравнению (13).

Рис. 7. Графическое представле­ ние опытных данных, обрабо­ танных по уравнению (13). О —• резиновая смесь НО-68-1, Т=353° К; А —резиновая смесь

6123. Т=353° К; □ —резиновая смесь Кз-339, Т=348°К-

выводы

1.Произведено опытное исследование явления эластиче­ ского восстановления струй трех марок резиновых смесей при их истечении через круглые формующие каналы.

2.Установлены опытные зависимости коэффициента эла­ стического восстановления струй резиновых смесей от сред­ него градиента скорости и относительной длины канала круг­

лого сечения.

3. Получено математическое выражение, позволяющее рас­ считать коэффициент эластического восстановления струи резиновой смеси в зависимости от среднего градиента скоро­ сти и относительной длины канала. Уравнение содержит че­ тыре постоянные величины, характеризующие резиновую смесь и процесс течения.

ЛИТЕРАТУРА

1.Barrus С., Ашег. J. Medic. Sci., 1893, 45, No. 3, 87.

2.Bagley E. В. Trans. Soc. Rheol., 1961, 5, 355.

5.Глухов Е. Е., Полякова Г. А., Пл. массы, 1963, № 4, 50.

6.Каплун Я■Б., Левин А. Н., Пл. массы, 1965, № 2, 46.

7. Clegg Р. L. The Rheology of Elastomers, London, 1957, 174.

8.Cotton G. R. Rubber Age, 1968, 100, 51.

9.Makintosch D. L. Elastic Effects in Extrusion of Polymer Solutions,

Waschington University, St. Louis, 1960.

10.Metzner A. B., Houghton W. T., Sailor R. A. Rheology, 1961, 5,133.

11.Metzner A. B., Matlack I. D. J. of Polymer Sci., 1965, B, 3, 921.

12.Middelman S., Gavis J. Phys. Fluids, 1961, 4, 355.

13.Middelman S., SPE Trans., 1964, 4, 2, 79.

14.Торнер P. В. Основные процессы переработки полимеров. М., «Химия», 1972.

98