- •1. Вплив макромолекулярної будови і надмолекулярних структур полімерів на процеси їх переробки і формування властивостей виробів.
- •2. Вплив температури і швидкості охолодження на кристалізацію полімерів.
- •3. Залежність деформаційних властивостей полімерів від температури.
- •4. Різні види деформацій, що розвіваються при течії полімерів.
- •5. Текучість полімерів, методи визначення.
- •6. Рівняння нерозривності при течії розплаву .
- •7. Рівняння руху при течії розплаву.
- •8. Рівняння енергії при течії розплаву.
- •9. Реологічне рівняння ньютонівської рідини.
- •10. Реологічне рівняння неньютонівської рідини.
- •11. Течія розплаву полімеру в циліндричній трубі.
- •12. Течія розплаву полімеру в плоскій щілині.
- •13. Наслідки високоеластичності розплаву полімерів при течії.
- •14. Еластичне відновлення струменю потоку розплаву.
- •15. Еластична турбулентність потоку розплаву.
- •16. Теплопровідність у стаціонарному і нестаціонарному режимах теплопередачі.
- •17. Загальні уяви про фізичну сутність і математичне моделювання технологічних процесів.
- •18. Замкнута система рівнянь: диференціальні рівняння, припущення, умови однозначності.
- •19. Механізм ламінарного змішування полімерів.
- •20. Періодичне та безперервне змішування компонентів композиції.
- •21. Диспергування інгредієнтів при змішуванні компонентів композиції.
- •22. Якісний аналіз роботи одночерв’ячного екструдера.
- •23. Фізична сутність зони завантаження одночерв’ячного екструдера.
- •24. Фізична сутність зони плавлення одночерв’ячного екструдера.
- •25. Фізична сутність зони дозування одночерв’ячного екструдера.
- •26. Фізична сутність і математична модель формування заготовок виробів з розплаву.
- •27. Гідродинамічний розрахунок формуючого каналу головки для труб.
- •Розрахунок коефіцієнта геометричної форми головки
- •Розраховуємо обємну секундну продуктивність
- •Розрахунок перепаду тиску в головці
- •Знаходимо ефективну в’язкість матеріалу в кожному каналі, Па*с:
- •Знаходимо перепад тиску в кожному каналі
- •28. Загальні принципи побудови математичних моделей процесів термічної обробки виробів з полімерів.
- •29. Умови рішення задач теплообміну при охолодженні виробів з полімерів.
- •30. Стаціонарні задачі теплопровідності для термічної обробки (охолодження) виробів з полімерів.
- •31. Фізична сутність і математичні моделі термообробки (охолодження) полімерних труб.
- •32. Фізична сутність і математична моделі накладення полімерної ізоляції на дріт та кабель.
- •33. Фізична сутність і математична модель операції калібрування порожнистого виробу.
- •34. Фізична сутність та математичні моделі операцій підготовки і дозування розплаву в литтєвий машині.
- •35. Фізична сутність і математична модель операцій вприску розплаву при литті під тиском.
- •36. Фізична сутність методів термоформування виробів з листів, математична модель операції нагріву заготовки.
- •37.Загальні відомості про пресування, математична модель операції нагріву прес-матеріалу.
- •38. Теорія розмірності та значення її при створенні математичних моделей.
11. Течія розплаву полімеру в циліндричній трубі.
Одна из основных проблем, которые приходится решать при гидравлическом расчете головок, – это определение коэффициента сопротивления, позволяющего рассчитать давление экструзии и определить фактическую производительность экструзионного агрегата.
Объемная производительность определяется как решение системы двух уравнений: описывающего внешнюю характеристику экструдера при заданных условиях ( ) и описывающего внешнюю характеристику головки G=G(Pг)Т. Решение этих уравнений можно находить как численным, так и графическим методом, нанося на один график обе характеристики. В этом случае точка пересечения кривых и определяет величину фактической производительности. Эта точка называется рабочей точкой.
Следует отметить, что определение коэффициента сопротивления строго аналитическим методом даже в случае экструзии расплавов, обладающих свойствами ньютоновских жидкостей, возможно только в ограниченном числе простых случаев течения. Необходимость учета аномалии вязкости в еще большей мере сужает круг задач, поддающихся строгому аналитическому подходу. Поэтому обычно прибегают к методам приближенного расчета, основанным на замене реальных проточных систем упрощенными моделями, составленными таким образом, чтобы каждый из элементов модели можно было свести к форме, поддающейся аналитическому описанию.
При расчете суммарного коэффициента сопротивления будем исходить из очевидного условия, что полный перепад давления в головке Рг, соответствующий некоторой заданной величине объемного расхода, складывается из перепадов давления, необходимых для преодоления сопротивления каждого из участков канала в отдельности:
, (1)
где т — число отдельных участков.
В общем случае объемный расход через канал с неизменной геометрией зависит от перепада давлений следующим образом:
G = K Рг∙/μ, (2)
где К – коэффициент сопротивления головки при течении ньютоновской жидкости.
Располагая значением коэффициента сопротивления для каждого из элементарных участков в отдельности, можно записать в случае моделирования расплава ньютоновской жидкостью:
ΔРi = G∙μi∙/Ki. (3)
При этом выражение (3) позволяет учитывать изменения эффективной вязкости в разных участках канала, вызванные как различием в значениях градиента скорости, так и изменением температуры. Эффективная вязкость в пределах каждого участка рассчитывается по кривой течения при соответствующем значении пристенного градиента скорости.
Рассчитав значения эффективной вязкости и коэффициента сопротивления для каждого элемента канала, можно определить суммарный коэффициент сопротивления по формуле:
. (4)
Зная КΣ, можно определить давление в головке:
Рг=Gμ1 /КΣ, (5)
где μ1 —эффективная вязкость в канале профилирующего зазора.
Выражение (5) позволяет определять суммарный коэффициент сопротивления для всех случаев экструзии расплавов пластмасс. Единственное существующее при этом ограничение сводится к требованию, чтобы влияние температуры сказывалось только на значении μi.
Используя метод эффективной вязкости, определим коэффициент сопротивления К и значение пристенной скорости сдвига для элементарных каналов при течении расплава.
Круглый цилиндрический канал:
К = π∙R4/(8L), (6)
= G/(π∙R3), (7)
где R – радиус канала; L – длина канала.
Рис. 2. Щелевые каналы: а – плоский; б – цилиндрический.
Коэффициент Fр(h/ω)), входящий в уравнения (8), учитывает тормозящее влияние стенок и определяется по номограмме, приведенной на рис. 3.
Рис. 3. Коэффициенты формы вынужденного потока Fd (кривая 1) и
потока под давлением Fp (кривая (2).
Кольцевой цилиндрический канал (рис. 2, б):
, (10)
, (11)