3-3单螺杆基础理论（熔体输送理论）.pdfVIP

聚合物加工工程 北京化工大学 材料科学与工程学院 先进弹性体中心 宁南英 第三章 挤出成型 第三节 单螺杆挤出理论 一、挤出理论的准备知识 二、固体输送理论 三、熔融理论 四、熔体输送理论 第三节 单螺杆挤出理论 熔体输送理论 本节重点：介绍最基础的，流体性质为牛顿流体在等 温条件下、平行平板中流动的模型。讨论速度V 的分布、 压力P的分布；输送率Q 。 本节难点：用流变学中的分析方法、动量方程建立并 导出熔体输送方程；分析熔体输送率的影响因素；理 解特殊操作条件下流体在螺槽中的运动特点。 熔体输送理论 研究对象和目的: 对象：只有液相，没有固相 目的：描述流道中流体的速度及其分布 表征螺槽中物料的输送和混合状态 计算挤出机的产量、功率消耗，控制制品质量 研究难点: 螺杆流道的几何形状复杂 非牛顿流体、非等温输送 熔体输送理论 研究内容及思路 （一）牛顿流体的理论模型 1、建立数学模型 2、速度分布方程及流量 3、熔体输送段的生产率（代表挤出机生产率） 4、生产率公式的讨论 5、均化段功率消耗的分析 （代表整台挤出机攻率） (二）对生产率公式的修正 四、熔体输送理论 B B 计量段 压缩段 加料段 熔体输送区 熔融区 固体输送区 四、熔体输送理论 聚合物流变学的研究方法—模型法 简化 分析 计算 实际问题 理想状态 微分关系 定量关系 检验与修正 实验 解题步骤 建坐标系 流场分析 列方程并化简 数学分析 结果讨论 准备知识 不可压缩流体：流体的密度（或体系）不随压力或温度而变化 ； 稳定流动：流场的流动状态不随时间而变化； 层流：流体只沿一个方向流动，且流速较慢 充分发展流动：流体的速度或温度沿某一方向不发生变化。 准备知识 拖曳流动： 指对流体不施加压力梯度，而是靠边界运动产生流动场， 由于粘性作用，使运动的边界拖着流体跟它一起运动。 边界条件 在有界流动中，边界条件包括： 运动学边界条件、动力学边界条件和热学边界条件。 （一）牛顿流体的理论模型 1、建立数学模型 （1）基本假设条件 螺槽形状为矩形截面； V b  Dn 机筒以速度V =nπD 运动，螺杆静止； b b V  V s in  不可压缩的牛顿流体; b x b 等温、稳定、层流，忽略螺槽侧壁的影响；V