Как изменение угла спирали конического шнекового цилиндра влияет на давление экструзии и распределение температуры?

Конический винтовой ствол является ключевым оборудованием в индустрии экструзии пластмасс. Изменения угла спирали оказывают существенное влияние на давление экструзии и распределение температуры.
1. Влияние на давление экструзии
Увеличенный угол спирали
Когда угол спирали конического шнека увеличивается, материал будет продвигаться по шнеку быстрее. Это связано с тем, что больший угол спирали обеспечивает большую осевую составляющую, позволяя материалу быстрее перемещаться в осевом направлении вдоль винта. Однако такое быстрое продвижение также приведет к снижению степени наполнения материала в цилиндре, что приведет к относительно уменьшенному трению между материалом и шнеком и стенками цилиндра. В этом случае давление экструзии будет снижено. Поскольку давление экструзии в основном возникает из-за силы реакции, создаваемой сдвигом и трением материала между шнеком и цилиндром, сила трения уменьшается, и соответственно снижается давление.
Угол спирали уменьшается
Напротив, при уменьшении угла спирали скорость осевого продвижения материала замедляется. При этом время пребывания материала в шнековом канале увеличивается, степень заполнения увеличивается, а трение между материалом и шнеком и стенками цилиндра увеличивается. Это приводит к увеличению давления экструзии. Более того, меньший угол спирали сделает путь потока материала в шнековом канале более извилистым, увеличит эффект сдвига материала и еще больше увеличит давление экструзии.
2. Влияние на распределение температуры
Увеличенный угол спирали
По мере увеличения угла спирали время пребывания материала в шнеке сокращается. Поскольку время контакта материала со шнеком и стенкой цилиндра сокращается, соответственно сокращается и время теплопередачи. Поэтому в передней части шнека повышение температуры материала станет меньшим. Однако на конце ствола из-за быстрого выдавливания материала может произойти локальное накопление тепла, что приводит к небольшому повышению температуры на выходе, но общее распределение температуры относительно плоское.
Угол спирали уменьшается
При уменьшении угла спирали время пребывания материала в шнеке увеличивается. Это дает материалу больше времени для обмена тепла со шнеком и стенками цилиндра, и тепло может более полно передаваться материалу. В средней и передней части шнека температура материала будет постепенно повышаться. В то же время из-за усиленного эффекта сдвига материала тепло, выделяемое за счет тепла сдвига, также увеличится, в результате чего распределение температуры во всем винтовом канале будет постепенно увеличиваться от входа к выходу.
В реальных производственных приложениях выбор подходящего угла спирали требует всестороннего учета таких факторов, как требования к качеству продукции, эффективность производства и энергопотребление оборудования. Для продуктов, требующих высокого давления экструзии и равномерного распределения температуры, таких как высокоточные трубы или пластины, угол спирали конического шнека должен быть точно спроектирован и отрегулирован в соответствии с характеристиками материала и требованиями процесса для достижения оптимальной экструзии. Эффект.