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

(31)

ф

№

Программа изменения давления в загрузочной камере для обеспечения режима P0=const рассчитывается по формуле:

(33)

Как видно из уравнений (9), (22) и (28), t образуется из двух комплексов. Первый зависит только от индекса течения, а второй — от геометрии формы, коэффициента консистенции и граничной величины давления, причем вторые комплексы равны. Кроме того, легко заметить, что геометрические пара­

метры представлены лишь безразмерным отношением -д -

следовательно, при одинаковых режимах технологического про­ цесса время заполнения не зависит от абсолютных размеров зазора и его среднего радиуса. Указанные соображения по­ зволяют представить эти уравнения одной обобщающей ана­ литической зависимостью вида:

£ л и

( З к )

где к — коэффициент, определяемый режимом течения и зави­

сящий от п,

L

Я — безразмерное отношение — —' гг1

Из уравнения (34) следует, что для выбора технологиче­ ского режима заполнения формы из числа описанных выше достаточно сравнить соответствующие коэффициенты уравне­ ний, описывающих эти режимы, ориентируясь на минимальное значение к. Как видно из графика, представленного на рис. 3, к существенно зависит от индекса течения, принимая мини-

47

вой t/ = t' (Т), что есть рабочие точки процесса не могут распо­ лагаться в заштрихованной части схемы ввиду неизбежной преждевременной вулканизации полимера. Следовательно, минимальное время процесса соответствует температуре Т*, которая, как легко заметить, определяется из условия: t(T )= t'(T ).

Рис. 4. Схема определения оптимальной температуры заполне­ ния формы. 1. t= t(T ) — температурная зависимость времени заполнения при фиксированном значении к, Р0 и X. 2. t'= t'(T )— график температурной зависимости длительности индукционно­ го периода, ограничивающий снизу зону расположения рабочих

точек процесса.

Предположим, что уравнения температурных зависимостей коэффициента консистенции полимера [1] и длительности его индукционного периода [3] имеют вид:

где тр— значение коэффициента консистенции при темпера­ туре То,

b — константа

жет быть найдено из решения системы уравнений:

оснастки и режима заполнения. В реальных производствен­ ных условиях поддержание необходимой температуры про­ цесса осуществляется с определенной погрешностью, величина которой зависит от точности регулирующих устройств и рав­ номерности температурного поля в рабочей зоне. Поэтому рабочая температура литья составит Т = Т*— |ДТ|, где АТ —

абсолютная погрешность.

Таким образом, можно рекомендовать следующий порядок расчета оптимальных режимов заполнения зазора при

Р0—const:

1.Из решения системы уравнений (37) и последующего

учета АТ находится рабочая температура.

2.Определяется фактическое время технологического

цикла.

3.Рассчитывается программа изменения давления в загру­

зочной камере.

выводы

1.Аналитически рассмотрен процесс заполнения формы с кольцевым зазором в различных режимах литьевого прессо­ вания.

2.Получены формулы, позволяющие рассчитать продолжи­ тельность заполнения для каждого из режимов по заданным параметрам технологического цикла.

50

3. Разработан метод оптимизации параметров технологиче ского цикла по критерию — минимальная продолжительность заполнения.

ЛИТЕРАТУРА

1.Тернер Р. В. Основные процессы переработки полимеров. Изд. «Хи­ мия», 1972, 150.

2.Мак-Келви Д. М. Переработка полимеров. Изд. «Химия», 1965.

3.Claxon W. Е., Lis'ka 1. W., Rubber Age, 95, № 2, 237 (1964).

ЖИРНОВ А. Г., СКРОБИН Ю. Б.

РЕОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА НАНЕСЕНИЯ ВЯЗКОПЛАСТИЧЕСКОЙ СРЕДЫ НА ПЛОСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ВАЛКОВЫМ МЕТОДОМ

В химической технологии широко применяется метод на­ несения вязкотекучей среды на плоские поверхности изделий (технические и армированные материалы) как, например, в шинном и резинотехническом производствах. Изделие, имею­ щее меньшую толщину, чем минимальный валковый зазор, пропускается между вращающимися валками с одновремен­ ной подачей в зазор с обеих или с одной стороны термопла­ стичного материала, который в реологическом отношении представляет вязкопластическую жидкость.

В результате больших развиваемых давлений и адгезии достигается равномерное нанесение слоев вязкопластической жидкости за время движения изделия в валковом зазоре ка­ ландра. Реодинамика процесса нанесения неньютоновской степенной жидкости на плоскую поверхность изделий рассмот­ рена в работе [1].

Допустим, что в центре зазора валков одинакового радиу­ са R, вращающихся с равными окружными скоростями U, движется плоское несжимаемое изделие толщиной б, как по­ казано на рис. 1. Рассматривая плоскую задачу, будем счи­ тать, что несжимаемая неньютоновская жидкость ламинарно и изотермически течет в валковом зазоре вследствие враще­ ния валков и движения изделия с постоянной скоростью U. Принимаем, что неньютоновская жидкость подчиняется рео­ логическому уравнению состояния Шведова — Бингама, кото­ рое записывается как

со

52

Рис. 1. Расчетная схема обкладки валковым методом.

Всю область течения вязкопластической жидкости в вал­ ковом зазоре толщиной h разобьем на три зоны: зона вязко­ пластического течения у поверхности изделия I О ^ у ^ уш ; зона квазитвердого ядра II Уш^у^Уог; зона вязкопластиче­ ского течения III у поверхности валка уо 2^у = 0 .

53

В зонах вязкопластического течения I и III, где |т|>@ , уравнения движения сплошной среды (2) и (3) с учетом (1)

имеют вид: ап

9Р

Интегрируя уравнение (4) с учетом граничных условий

(6)и выражения (5), получим закон распределения скоростей

ввалковом зазоре каландра в виде

Vxi-U + L ^ l ( y * - k 4 ) + W y\, (?)

% г и+2?[ш(Уг-к У)+В{к-У)1 19)

Объемный расход вязкопластического материала в любом сечении валкового зазора равен

0-Ш Г «[Vxid y * V n & o t - y « )* fb b d y > (Ю)

О H o i

где h* — высота сечения максимального давления.

54