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塑料造粒机挤出过程中的一个热平衡问题是什么

责任编辑:浩龙小编查看手机网址人气:发表时间:2017-10-07 08:06
        塑料造粒机挤出成型加工中,加热与冷却是挤出过程得以进行的必要条件。如前所述,塑料在挤出过程中得到的热量来源于两个方面:一个是机筒外部加热器供给的热量;另一个是塑料与机筒内壁、塑料与螺杆以及塑料之间相对运动所产生的摩擦剪切热。前者热量由加热器的电能转化而来,后者热量由电动机供给螺杆的机械能转化而来。这两部分热量所占比例的大小与螺杆、机筒的结构形式、工艺条件、物料的性质等有关,也与挤出过程阶段有关。此外,这两部分热量所占比例在挤出过程的不同区段也是不同的。如对普通三段式螺杆塑料造粒机来说,在进料段,由于螺槽较深,物料尚未压实,摩擦热是很少的,热量多来自于加热器;而在均化段,物料已熔融,温度较高,螺槽较浅,摩擦产生的热量较多,有时非但不需要加热器供热,还需要冷却器进行冷却;在熔融段,物料受热是上述两种情况的过渡状态,也就是摩擦剪切产生的热量比加料段多,而比均化段少,摩擦剪切产生的速率会随物料的向前移动而逐渐增快,这可说明为什么塑料造粒机的加热冷却系统是分段设置的。
 
塑料造粒机

       从能量的观点来分析,挤出过程中有一个热平衡问题,加热器供给的热量和剪切摩擦能量是相互联系的,只要改变一种能量的供给速率,对另一种能量的需要就会发生变化。这是因为物料的温度升高时,黏度就降低,它对螺杆的阻力就减小,剪切摩擦热也小,即消耗电动机所供给螺杆的机械功率就小;相反,若剪切摩擦强烈时,即螺杆所供给物料的机械能量越大,则物料从加热器所获取的能量就小。当螺杆达到一定转数时,物料所需要的热能将完全从螺杆转动的机械能获得,而不需要外部加热,这就是所谓“自热挤出”。

       从以上分析可知,总热量包括加热器供给的热和因摩擦剪切而产生的摩擦热,部分用于使塑料产生物态的变化所需要的热量,另一部分是损失掉的。损失的这部分包括机筒机头和周围介质的热交换、冷却介质带走的热量以及加热元件本身的热损失和制品带走的热量。
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