八螺杆挤出的计算公式

【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦1八八八八螺杆挤出螺杆挤出螺杆挤出螺杆挤出的计算公式的计算公式的计算公式的计算公式(一)单螺杆挤出机的工作原理单螺杆几何尺寸如图2－8－1所示。1.单螺杆挤出机的固体输送（1）单螺杆挤出机的固体输送速率
 ·（2—8—1）式中，Qs—固体输送速率，m3/s；D—螺杆公称直径，m；H1—螺杆进料段螺槽深度，m；n—螺杆转数，r/s；θ—固体塞移动角，deg.；φ—螺旋角，deg.。（2）固体塞移动角的计算【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦2（2—8—2）式中，θ—固体塞移动角，deg.；·!#$#$!（2—8—3）%&'()*+,-./0,(()*+,1-./0（2—8—4）—螺杆平均直径，m；2*,3/2（2—8—5）Db—螺杆机筒内直径，m，Db=D；D—螺杆公称直径，m；Df—螺杆进料段根径，m；H1—螺杆进料段螺槽深度，m；—螺旋角平均值，deg.；tan9:（2—8—6）*—机筒内表面处螺旋角，deg.；tan;9:（2—8—7）—螺杆进料段根径处螺旋角，deg.；tan=9:D?（2—8—8）S—螺距，m，一般，S=D；e—螺棱宽度，m；eAcos;（2—8—9）b—轴向螺棱宽度，m；【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦3Wb—机筒内表面处螺槽宽度，m；E*cos;F（2—8—10）Ws—螺杆进料段根径处螺槽宽度，m；Ecos=F（2—8—11）fb—机筒内表面和物料的摩擦系数；fs—螺杆根径表面和物料的摩擦系数。（3）固体输送速率计算举例螺杆直径D=65mm，进料段螺杆根径Df=41mm,螺距S=65mm，螺棱宽度e=6mm，螺槽深度H1=12mm，聚酯方切片密度ρb=450kg/m3,假设机筒和螺杆表面对物料的摩擦系数相同,且fb=fs=0.3。求固体输送速率。
求机筒处螺旋角;tan+9:0tan+GHIJGH0=17°39′
求螺杆根径处螺旋角=tanK9:1Ltan+GHIJM0=26°46′
求螺旋角平均值tan+9:0tan+GHIJHN0=21°19′
求机筒处螺槽宽度E*cos;F65Jcos17°39′655.9mm
螺杆根径处螺槽宽度Ecos=F65Jcos26°46′652mm【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦4
计算螺杆平均直径213 GHM53mm
计算Ks*·),X-Y)-Y)X*)5365Jsin21°19[,0.3Jcos21°19[cos21°19[0.3Jsin21°19[0.637
计算M%&'()*+,-./0,(()*+,1-./02J1255.9Jsin17°39[+].GN^HNGHJ_`a°bc0,5255.9Jsin17°39[JK0.637,4165Jctg26°46[L0.887
计算固体塞移动角1,%%1,√1,0.6370.8870.637J0.8871,0.6370.158θ=9°4′
计算固体输送速率
 .g·.g.g,.gπJ65J10NJ12J10NJ 6512J10NJtan9°4′Jtan17°39′tan9°4[,tan17°39′4.34J10HmN/r2.单螺杆挤出机的熔融过程【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦5（1）熔融速率jkl'（2—8—12）式中，ω—沿螺槽Z方向单位长度熔融速率，m3/m；X—螺槽横截面内固体床宽度，m；Φ—系数,kg/s·m3/2；kmnopqrsq ttqunv/wxy tqt∆&q{|'（2—8—13）式中，Vbx—机筒内表面圆周速度的x方向分速度，m/s；Vbx=VbsinφbVb—机筒内表面圆周速度，m/s；φb—机筒处螺旋角，deg.；ρm—熔体密度，kg/m3；km—熔体热导率，W/m·K；Tb—机筒内表面温度，deg.；Tm—聚合物熔点，deg.；Ts—聚合物切片温度，deg.；Cs—聚合物固体比热，J/kg·K；⊿Hm—聚合物熔融热，J/kg；η—聚合物熔体粘度，Pa·s.；Vj—机筒内表面处熔体的移动速度，m/s；}~}*,}2}*}-Y)*（2—8—14）【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦6Vsz—熔体—固体分界面处固体床移动速度，m/s。（2）固体床移动速度}€(&'p（2—8—15）式中，Vsz—固体床移动速度，m/s；G—物料质量流动速率，kg/s；W—螺槽宽度，m；H1—螺杆进料段螺槽深度，m；ρs—物料固体密度，kg/m3。（3）熔体移动速度}~}*,}2}*}-Y)*（2—8—16）Vj—熔体的移动速度，m/s；Vsz—固体床移动速度，m/s。（4）熔膜厚度�‚ƒsq ttqunv„…nopqxy tqt∆&q{（2—8—17）（5）熔融系数Ψ†‡('+ˆ'‰0'Š‹'（2—8—18）（6）平均螺旋线长度进料段平均螺旋线长度,m/turn(螺节)：【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦7Œ: &'#$（2—8—19）压缩段平均螺旋线长度,m/turn(螺节)：Œ�:x &' &Ž{#$（2—8—20）计量段平均螺旋线长度,m/turn(螺节)：Œ�: &Ž#$（2—8—21）（7）熔融区长度压缩段熔融区长度，m：�&'‘+2’“‘0（2—8—22）式中，AT—渐变度；”t&'&Ž•–（2—8—23）计量段熔融区长度，m：�&Ž‘（2—8—24）（8）固相分布函数计算进料段固相分布函数：…(+1‘&'—0（2—8—25）压缩段固相分布函数：…(…'(˜‘’“K™š“L›œ�œž·š“™+š“™0Ÿ（2—8—26）计量段固相分布函数：…(…'(ƒ1• œž„（2—8—27）【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦8（9）固相分布函数计算举例螺杆参数：螺杆直径D=65mm，长径比L/D=25，进料段长度L1=7.5D，压缩段长度L2=7.5D，计量段长度L3=10D，进料段螺槽深度Hf=12mm,计量段螺槽深度H3=3.4mm,螺棱宽度e=6mm，螺距S=65mm，螺旋角φ=17°39′。物料参数：聚酯方切片固体密度ρs=1.455×103kg/m3,熔体密度ρm=1.172×103kg/m3,固体比热Cs=1.103×103J/kg▪K，熔体热导率km=0.084W/m▪K，聚酯熔融热△Hm=129×103J/kg，熔点Tm=255℃。操作参数：螺杆转速n=60r/min，挤出量G=50kg/h，固体切片温度Ts=55℃，机筒加热温度Tb=295℃。求固相分布函数。计算步骤：
计算平均螺旋线长度进料段平均螺旋线长度：Œ: &'#$0.175m/turn压缩段平均螺旋线长度：Œ�:x &' &Ž{#$0.189m/turn计量段平均螺旋线长度：Œ�: &Ž#$0.203m/turn
计算压缩段总长度和渐变度Lzp=7.5zp=1.41m【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦9”t&'&Ž–6.07J10N
计算螺槽宽度EcosF0.056¢
计算机筒内表面圆周速度Vb=πDn=20.4×10-2m/sVbx=Vbsinφb=6.18×10-2m/sVbz=Vbcosφb=19.4×10-2m/s
计算物料质量流动速率G=50kg/h=13.9×10-3kg/s
计算固体床移动速度}€(&'p1.42J10m/s
计算熔体移动速度}~}*,}2}*}-Y)*19.05×10-2m/s
试算熔膜厚度假定熔膜厚度δ=0.01cm=1×10-4m确定熔膜平均温度：T=（Tb+Tm）/2=275℃计算平均剪切速率：£¤nv¥1905s由聚酯流动曲线查取粘度值：η=145Pa·s试算：【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦10�‚ƒsq ttqunv„…nopqxy tqt∆&q{6.91J10M√X当X=W时，δmax=1.634×10-4mδ=δmax/2=8.17×10-5m计算值与假定值相差1.83×10-5m，比许用误差值2×10-4小，可不再试算，确定：δ=8.17×10-5m£¤2332sη=13·5Pa·s
计算系数Φkmnopqrsq ttqunv/wxy tqt∆&q{|'0.0295kg/s·mŽ
计算进料段固相分布函数假设开始熔融点在进料段最后一个螺节的起始点，因此计算起点的固体床宽度X1=W…(…'(+1‘&'—0 10.251z©
计算压缩段固相分布函数因为进料段一个螺距的螺旋线长为zf=0.175m/turn，所以进料段终点处：…( 10.251z©0.914进料段终点的固体床宽度即为压缩段计算起点的固体床宽度，所以压缩段【【【【下下下下】】】】功能功能功能功能元件篇元件篇元件篇元件篇化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦化纤纺丝机械工程计算公式集锦11起点处，X1/W=0.914熔融系数：†‡('+ˆ'‰0'Š‹'6.30J10N无因次量，AT/Ψ=0.963压缩段固相分布函数：lElEª««««¬†”t+†”t10‚1�­®�·”t†+2”t†0¯°°°°±0.914Jª««««¬1.0380.038‚10.999�­®�¯°°°°±
计算熔融区长度Lzt�&'‘+2’“‘01.975¢因压缩段长度为Lzp=1.417m，所以熔融区由压缩段延伸到计量段，延伸距