Какие критерии влияют на выбор мощности экструдера

Всем известно, что для увеличения производительности экструдера в час необходимо увеличить его мощность. И если вы планируете купить экструдер, необходимо обратить внимание на критерии, которые определяют выбор мощности оборудования.

Любому специалисту по экструзии хорошо известно, что для увеличения производительности экструдера в час необходимо увеличить его мощность. Однако какова связь между производительностью формования в час и мощностью машины? Как узнать, какой объем производства вам нужен? Базовые знания, необходимые для ответа на эти вопросы, очень помогут при составлении спецификаций для покупки новой машины или при устранении неполадок в существующем оборудовании.

Плавление полимера в экструдере как процесс, требующий достаточной мощности оборудования

Самый простой процесс, при котором экструдер расплавляет смолу — это вязкое рассеивание. Чтобы понять, какое усилие требуется, сравните процесс с тем, как если бы вы быстро размешивали твердое масло ложкой. Этот вполне похоже на то, как экструдер плавит смолу. Плавление внутри экструдера почти всегда вызвано вращением шнека внутри цилиндра. При вращении шнека пленка расплава притягивается к стенке цилиндра, вызывая ее растяжение или разрыв. Приводная мощность экструдера обеспечивает вращательное усилие шнека, чтобы обеспечить необходимое усилие для растяжения пленки расплавленной смолы. В конце концов, движущая сила (или энергия) двигателя экструдера передается пленке расплавленной смолы посредством вращательного движения шнека. Эта энергия повышает температуру пленки и передается в виде тепла соседней нерасплавленной смоле.

Лопасти вращающегося шнека непрерывно соскабливают пленку расплава со стенок массива, так что расплав собирается перед лопастями. Кроме того, поскольку эта часть шнека представляет собой участок сжатия, где проход становится все более узким, шнек продолжает прижимать нерасплавленную смолу к стенкам массива.

Таким образом, смола, находящаяся в контакте со стенками цилиндра, непрерывно заменяется расплавленной смолой на нерасплавленную, что позволяет смеси плавиться с гораздо большей скоростью, чем это было бы возможно, если бы полагались исключительно на теплопередачу от стенок массива. На расплавление смолы расходуется от 85 до 90% всей мощности двигателя экструдера. Также необходимо знать, что в дозирующей части шнека происходит тот же процесс удлинения или сдвига расплавленной смолы, что и выше.

Какая мощность требуется для плавления полимера?

Это определяется часовой производительностью экструдера, удельной теплоемкостью смолы и конечной температурой расплава. Большинство инженеров по экструзии знают, что энергопотребление увеличивается с увеличением объема производства и температуры расплава, но какую роль играет удельная теплоемкость смолы? Поскольку удельная теплоемкость является мерой количества энергии, необходимой для повышения температуры 1 г материала на 1°C, энергию, необходимую для плавления смолы, можно рассчитать, умножив удельную теплоемкость и разность температур на выходную мощность в расчете на один градус. час экструдера.

Однако для преобразования этой энергии в мощность двигателя экструдера необходимо учитывать все потери, понесенные системой, такие как:

• КПД привода,

• потери в редукторе,

• потери тепла в окружающую среду или систему охлаждения,

• а также мощность, необходимую для транспортировки твердых материалов и повышения давления.

Эмпирическое правило заключается в том, что эти потери обычно добавляют около 35% энергии, поэтому расчетное количество тепла в час следует умножить на 1,35 и преобразовать в киловатты.

Однако рассчитанная здесь мощность является значением, необходимым для фактической работы, и не учитывает случай перегрузки приводного устройства. Поэтому, чтобы определить мощность двигателя, необходимого для экструдера, должен быть соответствующий коэффициент безопасности. Например, при покупке нового экструдера следует добавить коэффициент безопасности от 15 до 20%, чтобы справиться с перегрузками и пусковыми нагрузками.

Приведенный выше расчет очень прост, так как нам нужно знать только:

• производительность экструдера в час,

• температуру смолы в цилиндре,

• удельную теплоемкость смолы.