|
|
|
Главная --> Справочник терминов Продольного градиента Основные регулируемые технологические параметры — это частота вращения червяка и продольное распределение температур, заданное на корпусе. Основные конструктивные параметры экструдера — диаметр и длина червяка, обычно задаваемая отношением длины червяка к диаметру (LID]. Эти параметры и определяют в значительной степени производительность экструдера, время пребывания в нем полимера и величину поверхности корпуса, которая может использоваться для подвода тепла к полимеру. При литьевом методе раздува заготовка формуется на стальном сердечнике при впрыске расплава в форму (рис. 1.12). Сердечник с полностью отформованной винтовой горловиной переносится на позицию раздува, на которой производится окончательное формование раздувом без всяких отходов в виде облоя на сварном стыке заготовки. Нужное продольное распределение толщины заготовки задается конструкцией полости формы и не нуждается ни в каких дополнительных методах управления. Для хорошей работы зоны питания давление должно возрастать вдоль этой зоны. Максимально возможная теоретическая производи, тельность зоны питания может быть получена при />2 = PI. Анализ уравнений, описывающих зону питания, показывает, что существуют оптимальные угол подъема винтового канала червяка и глубина канала, при которых достигается или максимальная производительность зоны питания, или максимальное давление. Ранее мы отмечали, что Р! мало, следовательно, для создания высокого Р2 отношение PZ/PI должно быть очень велико. Увеличивая Pt за счет принудительной подачи (т. е. установив питающий червяк в загрузочном бункере), пропорционально увеличиваем Р2. Из уравнения (12.2-8) видно, что продольное распределение давлений в зоне питания червячных экструдеров имеет экспоненциальный характер так же, как и в мелких прямоугольных каналах (см. разд. 8.13). Если поддерживаются изотермические условия и коэффициенты трения остаются постоянными, то транспортировка твердого материала улучшается при увеличении отношения fb/fs и скорости вращения червяка (Ф уменьшается для данного G). Однако точное измерение коэффициентов трения экспериментально затруднено (см. разд. 4.3). Если предположить, что имеет место полностью развившееся, установившееся изотермическое течение жидкости с постоянной плотностью, и давление в потоке не зависит от радиальной координаты, то приходим к заключению, что — dP/d? — AP/L. Это условие, по-видимому, не выполняется на входе в капилляр, где течение имеет форму сходящегося потока и существуют дополнительные компоненты скорости vr и градиенты скоростей (dvzldz, cky/dr к т. д.). Хотя форма линий тока в этой области точно не известна, тем не менее ясно, что для появления дополнительных градиентов скоростей в потоке вязкой или вязкоупругой жидкости необходимо более высокий перепад давлений. Схематически продольное распределение давления представлено на рис. 13.5 (кривая а). Таким образом, — dPidz = AP/L* = AP/(L + ND0), где jV > 0 — входовая поправка, учитывающая потери входа, которая может быть определена экспериментально. Входовую поправку, или коэффициент Бэгли N [1], необходимо учитывать при расчете напряжений сдвига на стенке: Рис. 16.10. Продольное распределение максимальных температур ( - ) и температуры в центре сечения ( --- ), рассчитанное для двух значений я (р — безразмерная продольная координата). Расчет производился для каландра со следу ющими характеристиками: R = 15 см; На = 0,025 см; U = 40 см/с; Я = 0,48; р = 1 г/см3; Ср = 2,11 Дж/(г-К); k = 1,7-значения п. щим продольное распределение частиц. В то же время, полностью пренебрегая столкновениями частиц друг с другом, мы не можем считать трубу намного длиннее, чем расстояние сноб од ног о пробега молекул газа относительно их взаимных соударений. В таких условиях эффектом, определяющим течение газа по трубе, является рассеяние частиц стенками трубы. Мы будем считать, что частицы отражаются стенками диффузно. Это означает, что от стенок трубы летят частицы с распределением по импульсам: Практический интерес представляет определение таких характеристик течения, как объемный расход и продольное распределение давлений. Рис. 11.32. Продольное распределение температур. 9 = / (X)84 • Продольное распределение температур Продольное распределение температур описывается соотношением: Из последнего уравнения следует, что величина коэффициента политропичности при постоянной температуре стенок корпуса постепенно уменьшается. Далее очевидно, что если экспериментально определить продольное распределение температур, то, используя уравнение (V.146) для вычисления &(/), можно рассчитать изменение коэффициента теплообмена а и исследовать процесс теплоотдачи на стенке корпуса. /•*! — увлекающая пробку сила трения, действующая на пробку со стороны поверхности цилиндра; (FK — F?) — сила, которая появляется в результате существования продольного градиента давления; F3, Ft, F5 ~- тормозящие силы трения, действующие па пробку со стороны червяка; F, и F, — нормальные силы, действующие на пробку со стороны стенок канала червяка. Поскольку полистирол и полибутадиен относятся к категории термодинамически несовместимых полимеров, термодинамическая поправка связана здесь с сегрегационным параметром ХАВ (А и В обозначают блоки, которые в свободном состоянии разделились бы на макрофазы), величина которого столь высока, что можно принять эффективную энергию излома бесконечной, т. е. считать для полистирольных блоков f = 0. Это приводит к полному их распрямлению: вот здесь-то «обходным путем» удается реализовать структуру, которая возникла бы при низкотемпературном переходе второго рода, если бы его осуществлению не мешало структурное стеклование; иными словами, этот переход действительно реализуется в результате сегрегации (количественно характеризуемой параметром ХАВ) и воздействия относительно малого продольного градиента скорости у входа в канал экструдера. Впрочем, можно показать, что тот же эффект в других условиях достигается за счет одной лишь сегрегации [28]. в зависимости от продольного градиента динамического поверхност- Выше мы отмечали, что различные конформации реализуется в разных состояниях полимеров: в кристаллическом — вытянутые и складчатые, в жидкокристаллическом — вытянутые, в аморфном (жидком и твердом)—статистического клубка, в растворах — клубка и глобулы, а при наличии продольного градиента и вытянутая. Уже из этого перечисления следует, что состояние, в котором находится полимер, вовсе не •обязательно совпадает с тем состоянием, аналогом которого является конформация, принимаемая отдельными макромолекулами. Эта особенность полимеров, названная одним из авторов вместе с Барановым фазовым дуализмом, как мы увидим в дальнейшем, имеет далеко идущие следствия. Понять же, почему в том или ином состоянии макромолекулы существуют именно в таких, а не иных состояниях, и при каких условиях .происходит изменение состояния полимера, сопровождающееся (или не сопровождающееся) изменением конформации макроса Как мы увидим в гл. XVI, в собственно ориентационную кристаллизацию вовлекается относительно небольшое число цепей— от 10 до 20%, и они образуют сплошной пространственный каркас КВЦ. Напряжение [или дополнительная энергия,, расходуемая на создание продольного градиента скорости у, который непосредственно «повинен» (см. гл. IV) в переходе струя — волокно] локально сбрасывается вблизи образующегося каркаса, падает и градиент Y и поэтому рядом с каркасом могут образоваться как бы нанизанные на него КСЦ, и возникнет так называемая структура типа «шиш — кебаб» («шашлыкоподоб-ная» — как переводит этот термин Андрианова [61]) с довольно' совершенными КВЦ, но сильно дефектными КСЦ, что и видно на топограмме. Впрочем, топограмма «понимает» и другие вещи. Как мы недавно убедились, коротким цепям (с высокими р) труднее образовать КСЦ, чем длинным. Поэтому, если большие Р связаны с малыми М, то Тал КСЦ тоже должна убывать, такч Следовательно, в продольном поле растворимость макромолекул падает, а значит меняется характер фазовой диаграммы Т — ф2. Это и есть эффект деформации бинодали (рис. IV. 10). Рассмотрим точку состояния А, но в отличие от рис. IV. 9 в статических условиях расположенную слева и выше купола бинодали. Возникновение продольного градиента скорости у приводит к эффективному уменьшению растворимости, которое можно количественно описать смещением бинодали и спинодали влево и вверх в координатах Т — ф2. Особым вариантом перестроек следует считать так нааывае-мую гидроэкструзию, т. е. продавливание твердого полимера при очень высоких давлениях через насадку, профиль которой обеспечивает образование в зоне выхода продольного градиента скорости. равно 0,27 МПа, то при погружении в осадительную ванну оно снижается до 0,21 МПа, а при заправке нити на галету снижается до 0,17 МПа. Понижение давления объясняется вытягиванием прядильного раствора из фильеры, так как он, будучи вязко-упругой жидкостью, обладает способностью сопротивляться растягивающим усилиям. Эффект «вытягивания» прядильного раствора особенно усиливается, когда происходит быстрая коагуляция струй и растягивающее напряжение возрастает вследствие увеличения продольного градиента скорости и большей прочности струй, обусловленной рассмотренным выше упрочняющим эффектом нормальных напряжений [18]. 11.8. Прямолинейно-параллельное установившееся течение псевдопластичной жидкости при наличии продольного градиента температур ... 112 Рассмотрим гипотетический случай прямолинейного параллельного течения псевдопластичной жидкости при наличии продольного градиента температур. Обычно при исследовании неизотер мического одномерного течения допускают существование только одного поперечного температурного градиента81- 94 или обоих (поперечного и продольного) 95. В последнем случае процесс течения сопровождается непрерывной перестройкой профиля скоростей и движение потока характеризуется обеими компонентами: vx и vy. В рассматриваемом случае предполагается наличие продольного градиента температур. При этом допускается, что изменение температуры в сечении реализуется как вследствие процесса диссипации, так и за счет подвода тепла извне. Функция Т (х) считается известной.  Приведенные параметры Приведенных переменных Приведенных уравнений Преимущественно применяют Приведенному уравнению Приведите объяснения Привитого сополимера Приводятся результаты Признаком окончания |
- |
Навигация