Физическая картина течения материала в канале шнека.

1. Образуется прямой потов, в результате вращения шнек-винта по каналу прямоугольного сечения межвиткового пространства от входа шнека к выходу по принципу “ болт-гайка”.

2. Образуется обратный поток, за счет противодавления от формующей головки, препятствующей движению массы, который еще называют утечкой массы материала через зазор между корпусом и шнеком. Кроме того, в межвитковом пространстве происходит перемешивание, за счет градиента скоростей вдоль оси шнека по высоте винтовой линии и высоте нарезки.

О сновные параметры шнека.

d - диаметр вала;

D - диаметр шнека;

t - шаг винтовой нарезки;

W - ширина винтового канала;

b - ширина реборды;

h - глубина нарезки;

e - зазор между корпусом и шнеком;

L - длина шнека.

В идеальном случае шнек повернулся на 1 оборот, и материал должен передвинуться на 1 шаг.

dVy/dy; dVz/dz; dVx/dx - градиенты скоростей.

Э пюры скоростей

Важным моментом является угол подъема винтовой линии, он меняется по радиусу шнека: ; ;

Расчет шнека.

Длина шнека выбирается из условия: постоянство реологических характеристик материала, его состава и температуры по сечению на выходе.

Производительность формующего шнека:

Q= -

-прямой поток

V_x-скорость движения материала вдоль оси Х; W-ширина канала; i-число заходов; h-глубина канала; Fd- фактор производительности шнека или коэффициент размеров шнека в том числе угла подъема Fd = f (W, h); _эф - эффективная кинематическая вязкость; Fр- коэффициент формы пресс инструмента зависит от вида сечения канала и от геометрического размера канала.

Fd=f

-обратный поток

-градиент давления создаваемого вдоль оси угла подъема винтовой линии

W=

= sin =

F_d и F_P принимаются по справочнику из монограмм.

Производительность для данного давления проходит через каналы матриц.

Q шнека = Q матриц

В зависимости от производительности и от коэффициента формы и от типа материала имеются соответствующие характеристики формующих головок.

Мощность, необходимая для работы пресса:

Мощность, расходуемая на формование состоит из трех элементов:

N=N_кол.+N₁+N₂ , где

N_кол. – мощность, затрачиваемая на трение в межвитковом пространстве; N₁ – мощность, затрачиваемая на преодоление обратного потока; N₂ – мощность, затрачиваемая на трение материала о внутренний корпус (между корпусом и шнеком).

На практике часто применяют 2-х шнековые нагнетатели.

Достоинства: хороший захват продукта. Если шнеки взаимозацепляющиеся, то не происходит налипания продукта на шнек и не происходит пробкообразование.

Для зацепляющихся шнеков производительность не зависит от формы матрицы, а следовательно имеется жесткая связь между производительностью и давлением. Если 2 шнека не зацепляются, то расчетные формулы и характеристики пресса и пресс-формы остаются как для одношнекового нагнетателя.

НЕЗАЦЕПЛЯЮЩИЕСЯ ЗАЦЕПЛЯЮЩИЕСЯ