РАСЧЁТ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭКСТРУДЕРА. КАЛЬКУЛЯТОР.
Методика расчёта
Как рассчитать мощность необходимую для охлаждения экструдера?
Методика расчёта следующая:
Для того что бы понять какую энергию нужно отвести от экструдера давайте разберёмся, какие вообще тепловые процессы участвуют в работе экструдера.
В процессе обработки тепло с помощью нагревателей подводится к материалу до получения пластичной массы, которая увлекается спиральным шнеком, транспортируется к формующей головке и выдавливается через профилирующие отверстия.
Таким образом видно, что в процессе участвуют два источника тепла. Первый это нагреватели, нагревающие материал в процессе обработки и второй — это образование тепла в результате трения возникающего при прохождении материала по шнековому механизму. В общем случае эти два источника и сообщают тепловую энергию экструдеру.
Конечно, для полного понимания тепловых процессов в экструдере, необходимо учесть энергию, которая выделяется в процессе работы.
Материал, который выходит из экструдера, обычно, имеет температуру выше, чем материал загружаемый в экструдер, соответственно часть энергии, поступающей в экструдер уносится вместе с нагретым материалом. Другая часть энергии выделяется через корпус в результате теплообмена с окружающей средой.
В результате описанных выше тепловых процессов образуется разница между поступающей и выделяющейся энергией. Эту разницу и необходимо отвести с помощью охлаждающего устройства.
Представим поступавшую и выделяемую энергии в виде уравнения теплового баланса
Qнаг + Qтр = Qмат + Qп + Qохл
Где:
- Qнаг – энергия, поступающая от нагревателей;
- Qтр – энергия выделяющаяся при трении материала о шнек и стенки шнековой камеры;
- Qмат - энергия уносимая вместе с нагретым материалом;
- Qохл – энергия которую необходимо отвести в процессе охлаждения.
Преобразуем формулу и получим:
Qохл = Qнаг + Qтр - Qп - Qмат
Определение мощности нагрева ни каких сложностей не представляет. Эти данные мы берём из руководства по эксплуатации экструдера, а вот определение теплоты, выделяемой при трении, наверняка возникнут проблемы. Точный расчёт зависит от геометрических размеров шнека, профиля спирали, вязкости материала и ещё от нескольких параметров, определение которых не простая задача.
Как же определить необходимые нам значения, а именно как определить мощность охлаждения?
Возвращаясь к формуле, видим, что:
Qнаг + Qтр - Qп
- та энергия, которая сообщается материалу в процессе экструдирования, соответственно, зная расход, начальную температуру и температуру материала на выходе мы можем рассчитать ту энергию которую необходимо удалить с помощью охлаждающей воды.