5.1.3. Течение расплава полимера в дозирующей зоне экструдера

(зольного канала (поверхности червяка, втулки ЦиЛиМдра), так и за счет сопротивления истечению расплава, оказываемого различными участками головки (сетка, решетка, кольцевой канал в формующем инструменте и т. п.). Все это приводит к тому, что давление в расплаве з конце цилиндра и на входе в головку в десятки раз превышает давление в зоне загрузки, которое равно атмосферному (рис. 5.11). Наличие компрессии экстру­

червяка.

— _____ / /

1, 2 — возможные реаль­ ные распределения дав­ ления; 3 — распределе­

ние, принятое для рас­ чета.

1

дера также способствует увеличению давления. Ввиду того что давление увеличивается по мере продвижения материала в цилиндре к головке и как бы препятствует продвижению материала, оно и называется противодав­ лением.

Наличие противодавления связано с двумя фактора­ ми, влияющими на характер переработки полимера в экструдере. ,С одной стороны, его роль отрицательна, так как, препятствуя движению материала, оно умень­ шает выход материала, т. е. уменьшает объемную про­ изводительность экструдера. С другой стороны, наличие противодавления является весьма важным и полезным фактором, так как способствует уплотнению материала, созданию гомогенного, без воздушных включений, (Потока расплава в головке, что определяет в конечном итоге высокое качество производимой в экструдере изоляции или. оболочки. Поэтому часто принимают специальные меры для увеличения противодавления (или, как гово­ рят, просто давления) в экструдере путем использования дополнительных сеток, специальных решеток и т. п.

Следует иметь в виду, что, несмотря на наличие про­ тиводавления, общее движение полимера происходит только по направлению от загрузочной воронки к голов­ ке. Это обеспечивается значительным выдавливающим

трудере. Поток у т е чк и QyT также обусловлен нали­ чием противодавления и существованием небольшого за­ зора б 'между гребнем нарезки червяка и стенкой цилин­ дра. Этот зазор Весьма невелик и необходим для сво­ бодного вращения червяка внутри цилиндра.

Следует иметь в виду, что в действительности имеет место единый поток расплава Q4, движущийся к головке. Потоки Qo6p и QyT лишь уменьшают основной поток Qnp, и, кроме того, представление общего потока в виде сум­ мы трех его составляющих более удобно для качествен­ ного и количественного анализа работы экструдера.

Рис. 5.13. Течение расплава в канале дозирующей зоны червяка.

а — скорости направления потоков и геометрические размеры канала; б — раз­ вертка витка нарезки червяка.

Математическое описание поведения потока в прямо­ угольном канале в соответствии со схемой, изображенной на рис. 5.12 и 5.13, и с учетом зависимости вязкости расплава от скорости сдвига и температуры представ­ ляет весьма сложную задачу. Поэтому обычно вводят ряд упрощений и допущений, которые позволяют решить поставленную задачу достаточно просто, а введением различных поправок и 'Коэффициентов в дальнейшем учи­ тывают ряд опущенных вначале моментов.

Самой простой задачей является случай поведения вязкой жидкости 3, расположенной между двумя пласти­ нами (рис. 5.14), причем одна пластина 1 неподвижна, а вторая пластина 2 перемещается со скоростью иг. При этом также предполагают, что вязкость и скорость сдви­ га постоянны по всему объему между пластинами. При­ менительно к экструдерам это соответствует случаю, ког­ да ширина канала Ь много^ больше его высоты h (рис. 5.12), т. е. можно пренебречь тормозящим влия­ нием боковых стенок канала и считать распределение