Ev / Haberler / Mini bilgisayardan ana bilgisayara nasıl geçilir? Vidalı ekstrüderlerin benzer amplifikasyon teorisi üzerine araştırma ilerlemesi

Haberler

En son pazar dinamiklerini ve sektör trendlerini öğrenmek için en son şirket ve sektör haberlerini takip edin.

Mini bilgisayardan ana bilgisayara nasıl geçilir? Vidalı ekstrüderlerin benzer amplifikasyon teorisi üzerine araştırma ilerlemesi

Sürekli vidalı ekstruder yüksek derecede esnekliğe ve otomasyona sahiptir. Polimer işleme sırasında ekstrüzyon işleminin kullanılması, işleme maliyetlerini etkili bir şekilde azaltabilir, üretim verimliliğini artırabilir ve atık emisyonlarını azaltabilir.

Mevcut ekstrüderler, malzemelerin vidada mevcut eritilmesi ve karıştırılmasıyla başa çıkabilse de, sanayileşmenin artmasıyla birlikte, düşük çıktı verimlilikleri artık gelecekteki sanayinin ihtiyaçlarını karşılayamamaktadır. Polimerlerin işleme verimliliğini daha da artırmak için büyük ölçekli ekstrüderlerin tasarımı acildir.

Ancak doğrudan büyük ölçekli ekipman tasarlarsanız, tasarım deneyiminin yetersiz olmasından dolayı kaynak israfı gibi sorunlarla karşı karşıya kalırsınız. Bu nedenle, vidalı ekstrüzyon ekipmanına ilişkin teorik araştırmaların ölçeğinin büyütülmesi özellikle önemli hale gelmiştir.

Benzerlik amplifikasyonu teorisi, sistemdeki belirli bir olguya ilişkin parametreleri temsil eden boyutsuz bir sayı grubudur. İki sistemdeki olaylar benzer olduğunda ilgili parametreler arasında da belli bir benzerlik vardır. Bu benzerlik boyutsuz bir Sayı grubu oluşturabilir, yani benzerlik kriteri sabit bir değerdir. Benzerlik teoreminden başlayarak, küçük ölçekli ekipmanlarda çıkarılan ampirik sonuçların büyük ölçekli üretim ekipmanlarına uygulanması, küçük ölçekli ve büyük ölçekli ekipmanlarda üretilen boyutsuz grupların eşit olmasını sağlayabilir, böylece çeşitli problemlere boyutsuz çözüm biçimleri korunabilir. denklemler tutarlı. Değiştirmek. Büyük çift vidalı ekstrüderlerin vida yapısı tasarımı için ekstrüderlerin benzer amplifikasyon teorisi kullanılabilir. Bu teori geometrik benzerlik perspektifinden başlayabilir ve parametrik modelleme çalışması yoluyla tasarım için bir platform sağlayabilir. Bu tasarım yönteminin benimsenmesi, tekrarlanan modellemeyi önleyebilir, tasarım süresinden tasarruf sağlayabilir ve böylece üretim verimliliğini ve üretim kalitesini artırabilir.

Son yıllarda, küçük ekstrüderlerin yapısı üzerine yapılan araştırmalar geniş çapta tartışılmaktadır ancak büyük ekstrüderler üzerindeki araştırmalar hala araştırma aşamasındadır. Deneysel modelin geometrik parametreleri ve performans endeksi amplifikasyonu üzerine derinlemesine araştırma yaparak, büyük ölçekli vidalı ekstrüderlerin geliştirilmesi için teorik bir temel sağlayabilir, böylece tasarım kalitesini ve başarı oranını artırabilir. Bu makale, çift vidalı ekstrüderlere uygulanabilen benzer amplifikasyon teorisinden bu alandaki mevcut çalışmaları ve ilerlemeleri tanıtmayı amaçlamaktadır.


Çift vidalı ekstruder benzer amplifikasyon teorisi
Çift vidalı ekstrüderler, tek vidalı ekstrüderlere göre daha iyi karıştırma performansına sahiptir. Tek vidalı ekstrüderlerin benzer amplifikasyon teorileri üzerine yapılan bilimsel araştırmalardan sonra, bunu çift vidalı ekstrüderlere kadar genişlettiler. Şekil 2'de gösterildiği gibi, helis açısını (φ) değiştirmeden tutma öncülü altında, Denklem (1)'de gösterildiği gibi çift vida ile tek vida arasındaki çap ilişkisini elde etmek için çift vida açılır. Ağlaşma alanının etkisi göz ardı edilerek (ψ ağlaşma açısı yaklaşık 0'dır), çift vidalı yaklaşımın tek bir vidaya uygunluğu daha da gösterilmiştir.

Şekil 2 Çift vidalı yaklaşık olarak eşdeğer tek vidalı akış kanalının benzer diyagramı


Çift vidalı ekstruderlerin karıştırma performansı ve güvenlik çalışmaları, başarılı ekstruder tasarımı için önemli faktörlerdir. Anahtar parametreler için amplifikasyon kriterlerinin belirlenmesi ve güçlendirilmiş etkilerin sayısal hesaplamalara dayalı olarak incelenmesi gerekmektedir. Çift vidalı ekstrüderde malzeme kısmen doldurulmuş bir bölüme ve tamamen doldurulmuş bir bölüme sahiptir. Tek vidalı ekstrüderlere uygulanabilen benzer amplifikasyon teorileri, tamamen dolu bölümlere sahip çift vidalı ekstrüderlere de uygulanabilir. Bununla birlikte, dağıtılmış karıştırma ekstrüderlerine ve gaz giderme çift vidalı ekstrüderlere olan talep arttıkça, kanal alanını kısmen dolduran, birbirine geçmeyen çift vidalı ekstrüderler için benzer ölçek büyütme teorileri ortaya çıkmaya başladı. Çift vidalı ekstruderin dolum derecesi, vidalı taşıma kapasitesinin önemli bir göstergesi olduğundan, çift vidalı amplifikasyon kriteri, çift vidalı ekstruder akış kanallarının farklı dolum derecelerine göre daha da alt bölümlere ayrılabilir.


01Tam akış kanalı dolumunun benzer amplifikasyon teorisi

Akış kanalının tamamen dolu olması malzemenin akış kanalına boşluksuz olarak tamamen dolması anlamına gelmektedir. Araştırmacılar, ekstrüderin tamamen doldurulmuş bölümünün uzunluğunun, ekstrüderdeki erimiş malzemenin ekstrüderde kalma süresi ve güç tüketimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu bulmuşlardır. Akış kanalı tamamen doldurulduğunda malzeme özellikleri, vidanın tam olarak doldurulmadığı duruma göre daha stabildir. Ekstrüzyona tabi tutulan ürünlerin tutarlılığı, kalitesi ve çıktısı yalnızca vida tamamen doldurulduğunda garanti edilebilir. Bu nedenle, mevcut bilim adamlarının çift vidalı ekstrüderlerin benzer teorisi hakkındaki tartışmaları temel olarak akış kanalının tamamen dolu olduğunu varsaymaktadır.

Li Ao, akış kanalını tamamen doldurmak için benzer amplifikasyon yöntemlerinin kapsamlı bir karşılaştırmasını yaptı ve çift vidalı büyük makinelerin dönüşümü için teorik bir temel oluşturarak amplifikasyon yöntemini tek vidalı bir ekstrüder üzerinde çift vidalı bir ekstrüdere uygulamayı önerdi. . Berzin ve ark. Tamamen dolu bir ekstruderdeki ısı transfer katsayısının çok kritik olduğuna inanıyoruz. Çap arttıkça yüzey/hacim oranı azaldıkça ekstruderin ısı aktarım hızı da azalacaktır. Bu nedenle simülasyon hesaplama sürecinde vida sıklıkla adyabatik olarak tanımlanır. değerlendirme kriterlerinden biri olarak erime sıcaklığı kullanılır. Ekstrüzyon prosesi ısı transferi ile sınırlı olduğundan, eriyik dağıtım bölümünde gerekli eriyik sıcaklığına ulaşmak kolay değildir. Bu nedenle, ısı transferi amplifikasyonu kullanılırken ek deneyler ve modellemeler gerekli olabilir. Matic, ısı transferi benzer amplifikasyonu ve enerjiye benzer amplifikasyon yöntemleri arasında deneysel bir karşılaştırma yaptı ve kısmen dolu alandaki erime sıcaklığının daha düşük olduğunu ve tamamen dolu alanda amplifikasyondan önceki ve sonraki kalış süresinin benzer olduğunu buldu; amplifikasyon yöntemleri tamamen dolu akışlar için daha uygundur. Tünelde, ekstruder içindeki karıştırma performansı şu anda daha iyidir. Şekil 3'te gösterildiği gibi, farklı işlemler altında kalma süresi ve erime sıcaklığı dağılımı araştırılmış ve tamamen dolu akış kanalındaki kalma süresi ile erime sıcaklığının aynı değişim eğilimine sahip olduğu ve yükseltilmiş erime sıcaklığı ile kalma süresinin aynı olduğu bulunmuştur. Amplifikasyondan sonra üretilen ürünün kalitesinin, amplifiye ürünün ayrışma problemini çözen referans modelin kalitesine benzer olduğunu belirten daha geniş hale geldi. Nakatani, adyabatik indeksin ve Newtonian olmayan indeksin ekstrüder koşullarını ve polimer özelliklerini belirlediğine inanıyordu. Çıkış amplifikasyon indeksini ana değişken olarak kullanarak termal dengeye benzer bir amplifikasyon önerdi ve tutarlı erime sıcaklıkları aracılığıyla bu yöntemin uygulanabilirliğini doğruladı.
Şekil 3 Ekstruderin büyütülmesinden önce ve sonra eriyik sıcaklığı ile yerel kalış süresi arasındaki karşılaştırma

Çift vidalı ekstruder iyi bir karıştırma fonksiyonuna sahiptir ve çift vidalı ekstruderdeki malzemelerin karıştırma etkisine amplifikasyondan sonra dikkat edilmelidir. Qu Wenbin, ekstruderin karıştırma bölümündeki vida elemanlarının tasarımını genişletmek için karıştırma benzerliği amplifikasyon yöntemini kullandı. Tamamen dolu akış kanalındaki farklı vida konfigürasyonlarının karıştırma performansını analiz etti ve vidalı ekstruderin amplifikasyonunun vida yapısının geometrik benzerliğine dayandığını kanıtladı. Cinsel davranış. Chen, ekstrüzyon kalitesinin geometrik parametreler, özgül enerji, kalma süresi dağılımı, sıcaklık ve basınç gibi parametrelerle belirlendiğini ve bu parametrelerin ekstrüzyon işlemi sırasındaki karışım dağılımını belirlediğini öne sürdü. Juan, farklı çaplardaki çift vidalı ekstrüderleri kullanarak benzer geometrik oran büyütme kurallarının uygulanabilirliğini geliştirdi ve test etti. Temel proses parametrelerinin, malzeme akış hızının ve vida hızının malzeme özellikleri üzerinde çok az etkisi olduğunu, vida konfigürasyonunun ise daha büyük bir etkiye sahip olduğunu buldu. Yukarıdaki araştırma, vida konfigürasyonunun belirlenmesine dayanarak geometrik benzerlik amplifikasyonunun çıktı üretebildiğini ve sabit karıştırma gereksinimlerini karşılayabildiğini ancak farklı sıcaklık değişimlerine sahip olduğunu göstermektedir. Bu nedenle birden fazla benzer amplifikasyon yönteminin kapsamlı uygulanması sorunu daha iyi çözebilir.

Çoklu benzer amplifikasyon yöntemlerinin kapsamlı kullanımının temeli, vida konfigürasyonu ve kovan kombinasyonunun geometrik benzerliğini belirlemektir. Daha sonra, çift vidalı endüstrideki çıktıyı yükseltme amacına bağlı olarak, benzer hacim yükseltmesi gerçekleştirilir ve son olarak küçük makinenin vida hızı, büyük makineyi belirlemek için tersten hesaplanır. Vida hızı, akış alanı simülasyonu, amplifikasyonun ve karıştırma performansının güvenliğini değerlendirmek için kullanılır. Dong Zhonghua, malzemeler arasındaki karıştırma ve sıcaklık alanlarını, yani kapsamlı termal dengeyi ve benzer amplifikasyonu karıştırmayı dengeleyerek çoklu amplifikasyon yöntemlerini birleştiren bir amplifikasyon teorisi türetti ve bunu ZSK serisi karıştırıcılarda uyguladı. Yue Jinfeng ve diğerleri. ana bilgisayarın karma egzoz ölçüm bölümünde amplifikasyon araştırması yapmak için geometri⁃hacim⁃kayma hızına benzer amplifikasyon yöntemini kullandı ve güçlendirilmiş modelin güvenlik ve karıştırma performansını araştırdı. Ayrıca paralel çift vidalı ekstrüderlerin benzer şekilde büyütülmesine dayalı olarak konik çift vidalı ekstrüderler de bu bağlamda incelenmiş ve tartışılmıştır. Langhorst, konik ters yönde dönen çift vidalı ekstruderin özel yapısının her fonksiyonel bölümünün farklı simülasyonlarını ve benzer amplifikasyonunu gerçekleştirdi. Yin Qingzhen, ilgili parametreleri boyutsuz sabitler biçiminde özetledi ve konik çift vidalı ekstrüderin her bir parçasının fonksiyonel bölümlerini tasarlayıp genişletti; böylece büyütülmüş ekstrüderin kararlı çalışması için koşullar sağlandı. Chen Simeng, enerjik malzemeler için konik çift vidalı ekstrüderi ayrıklaştırmak için mikro element yöntemini kullandı, farklı fonksiyonel bölümler için ilgili amplifikasyon teorilerini oluşturdu ve düzeltmeler yaptı. Özetle, geleneksel benzer amplifikasyon yöntemi, bağımsız fonksiyonel bölümlerin spesifik parametrelerini amplifiye edebilir, ancak vidalı ekstruderin genel amplifikasyonunda hala eksiklikler vardır. Optimize edilmiş benzer amplifikasyon yöntemi, farklı fonksiyonel bölümlerin özelliklerini birleştirmek için uygulanabilir. Gerçek Üretim. Aynı zamanda, benzer amplifikasyonun fizibilitesini doğrulamak ve amplifikasyon modelinin parametre seviyesini optimize etmek amacıyla düzeltme işlemi sırasında farklı parametreleri kapsamlı bir şekilde dengelemek ve değerlendirmek için ortogonal deney tasarımının kullanılması önemli bir doğrulama yöntemidir.


02 Kısmi akış kanalı doldurmanın benzerlik amplifikasyon teorisi

Gerçek vidalı ekstruder işleminde malzeme akış kanalının yalnızca bir kısmını doldurabilir ancak akış kanalının tamamını tamamen dolduramaz. Kısmi akış kanalı doldurma işleminin karmaşıklığı, akış kanalı tamamen dolduğunda tek fazlı akıştan çok daha fazladır. Akış kanalı kısmen dolduğunda, eriyen malzemenin akış hızı ve kayma gerilimi artacak ve ekstrüzyon prosesi daha karmaşık hale gelecektir.

Birlikte dönen çift vidalı ekstrüderin eriyik dağıtım bölümündeki kısmi doldurma özelliklerine dayanarak MEIJER, kısmi doldurma veya viskozite değişiklikleri durumunda kanal derinliğini, laminer akışın benzer şekilde arttırılmasını ve ısı transferinin benzer şekilde yükseltilmesini tartıştı. Ekstrüzyon işlemi sırasında (İzotermal olmayan, Newtonian olmayan koşullar) ciddi miktarda akış kaçağı meydana gelir. Ganzeveld, sızıntı akış hızının besleme bölgesindeki haznenin doluluk derecesi ile ilgili olduğuna dikkat çekti. Kısmi dolum durumunda tamamen dolu oda sayısı azaldıkça sızıntı akış hızı etkilenecek ve üretim artış indeksi azalacaktır. Fukuda ve ark. orantılı olarak büyütülmüş taşıma elemanları ve yoğurma blokları üzerinde direnç akış testleri gerçekleştirdi ve belirtilen elemanın direnç akış yüzdesini sabit tutarak akış hızını yükseltmek için direnç akışı yüzdesinin benzer bir şekilde yükseltilmesini önerdi.

Vidalı ekstrüderlerin tamamen doldurulması için çeşitli benzer ölçek büyütme yöntemleri önerildiğinden, birçok araştırmacı bu yöntemlerin kısmen dolu akış kanallarında uygulanabilir olup olmadığını araştırmaya başlamıştır. Bigio ve ark. Çift vidalı ekstrüderin kısmi dolum derecesi ve karıştırma hızı sabit kalırsa, tam doluma uygulanabilecek benzer ölçek büyütme yöntemlerinin, kısmen dolu kanallar için de eşit derecede etkili olacağına inanıyorum. Tam doldurma öncülü altında önerilen benzer bir ölçek büyütmede, vida geometrisi, çift vidalı ekstrüder içinde geliştirilen karıştırma ve akış üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Kurutucu ve ark. vida çoğunlukla dolu olduğunda hacim benzerliği amplifikasyon teorisini önerdi. Hacim benzerliği amplifikasyonu yalnızca vidanın tüm uzunluğunun serbest hacmini dikkate alır ve aynı dolgunluğu korur. Hacim akış hızı tek bir değişken olarak kullanıldığında amplifikasyon parametre indeksi tam dolumdakiyle aynıdır. Karışık benzerlik amplifikasyon yöntemi benzerdir. Haser, hacim benzerliği amplifikasyonuna dayalı olarak farklı geometrilerdeki ekstrüzyon prosesinin amplifikasyonunun elde edilebileceğini ve amplifikasyon parametresi eğilimlerinin tutarlı olduğunu kanıtladı. Çift vidalı ekstrüderlerin akış kanallarının kısmen doldurulmasına yönelik uygulanabilir amplifikasyon yöntemlerinin çoğunlukla akış kanallarının tamamen doldurulmasından türetildiği sonucuna varılabilir. Tablo 2, çift vidalı ekstrüderler için yaygın olarak kullanılan benzer amplifikasyon yöntemlerini göstermektedir.

Tablo 2 İkiz vidalar için yaygın olarak kullanılan benzer amplifikasyon yöntemlerinin özellikleri


başvuru

Teorik temelde, çok sayıda araştırmacı benzerlik amplifikasyonu teorisini gerçek üretimde uygulamıştır. İlk araştırma, farklı benzer amplifikasyon yöntemlerini karşılaştırmak için kullanıldı. Chung, evrensel benzerlik amplifikasyonu, ısı transferi benzer amplifikasyonu ve geometrik benzerlik amplifikasyonu için aynı tipteki tek vidalı ekstrüder üzerinde deneysel doğrulamalar gerçekleştirdi ve geometrik benzerlikten sonra büyütülmüş modelin çıktı verdiğini buldu. Wang Jianping, ağ şeklinde dönen çift vidalı ekstruderdeki eriyik taşıma bölümünün üç benzer amplifikasyon yöntemini analiz etmek için "eşdeğer çap" yöntemini uyguladı ve daha tutarlı sonuçlar elde etmek için büyük çift vidaların teknik verilerini kullandı. fiili durum.

Şekil 4(a)~(c), farklı amplifikasyon yöntemleri altında çıkış, güç ve hızın deneysel verilerle karşılaştırılmasını göstermektedir. Maddock'un benzer amplifikasyon yönteminin veri eğiliminin deneysel verilere daha yakın olduğu bulunmuştur. Nastaj ekibi, mevcut birçok yöntemi temel alarak, ekstrüzyon çıktısını maksimuma çıkarmak ve belirli enerji tüketimini en aza indirmek amacıyla global vidalı ekstrüzyon modeline dayalı süreci optimize etmek için yeni bir ekstrüzyon bilgisayar optimizasyon sistemi geliştirdi. Şekil 4(d), tüm ekstruder bölümünün simüle edilmesiyle elde edilen malzeme ve proses verilerinin eğrisidir. Katı taşıma bölümünde dolum derecesi düşük olup, katı yatak ortadan kalktıktan sonra tam dolu duruma ulaşır. Bu sırada basınç ve sıcaklıkta belirgin dalgalanmalar meydana gelir. Menge, polivinil klorürü örnek alarak, ters yönde dönen çift vidalı bir ekstrüderde sabit erime sıcaklığında ve sabit kesme hızında benzer amplifikasyonu doğruladı. Richter, benzer bir amplifikasyon yöntemiyle farklı dolum seviyelerindeki parçacıkların parçacık boyutu dağılımını elde etti. Akış kanalında güvenli karışımı doğrulamak için parçacık izlemeyi kullanmak şu anda etkili ve sezgisel bir yöntemdir.

Vidalı ekstrüderlerin benzer ölçek büyütmesine dayanarak, benzer yapısal ekipmanların ölçek büyütme uygulamaları yavaş yavaş ortaya çıkmıştır. Taşlama diskli vidalı ekstruderler, dahili karıştırıcılar, çift vidalı incelticiler ve çift rotorlu sürekli karıştırıcılar gibi ekipmanlar da benzer ölçek büyütme uygulamaları oluşturmaya başlamıştır. Yöntem. He Xiaoling, karıştırma benzerliği amplifikasyonuna dayalı olarak disk vidalı ekstruderin bir modelini oluşturdu ve aynı zamanda ortogonal deneyler ve sayısal simülasyonlar yardımıyla parametreleri optimize etti. Chen Kejuan ve diğerleri. bir dahili karıştırıcı modeli tasarlamak için vida işleme teknolojisindeki geometrik benzerlik ve sabit maksimum kayma gerilimi gibi benzerlik kriterlerini kullandı. Hu Dongkui, çift vidalı ekstrüderlerin ve çift vidalı ekstrüderlerin fonksiyonlarını ve yapılarını karşılaştırdı ve çift vidalı rafineriler ile çift vidalı ekstrüderlerin genel olarak en çok benzer olduğunu ve deneylerle doğrulanabileceğini, böylece çift vidalı rafinerilerin daha iyi anlaşılmasını sağladığını buldu. vidalı ekstruderler. Makinenin tasarımı büyük önem taşımaktadır. Gong Shuyun, karıştırma etkisini ölçmek için kriter olarak enerji eşdeğerliğini kullandı ve çift rotorlu sürekli karıştırıcının karıştırma bölümünün benzer amplifikasyon tasarımının prosesini ve teorik modelini önerdi. Benzer amplifikasyon yöntemine ilişkin araştırma fikri sektörde giderek daha fazla ilgi görüyor.

Şekil 4 Gerçek üretimdeki benzer amplifikasyon teorisinin karşılaştırmalı analizi


Çözüm

Vidalı ekstrüderlerin benzer ölçek büyütme tasarımı ve uygulaması, ekstrüderin vida yapısını, hızını ve diğer parametrelerini optimize etmeye ve ekstrüderin performansını artırmaya yardımcı olabilir. Ancak son yıllarda yurt içi ve yurt dışındaki vidalı ekstruderler için benzer ölçek büyütme kriterleri özetlendiğinde, hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın ölçek büyütme deneylerinin vidalı ekstrüzyonun güvenliğinin ve karışımının sağlanmasına dayandığı tespit edilebilir.

Ancak vidalı ekstruderler enerji tüketimi, sızıntı, karıştırma performansı ve güvenlik gibi konuları içerir. Mevcut benzer amplifikasyon yöntemleri avantajlarını en üst düzeye çıkaramaz. Bu nedenle benzerlik standartlarının ve büyütme faktörlerinin optimizasyonu çok önemlidir. Gelecekteki araştırmalar, ekstrüder yapısının ve proses parametrelerinin optimizasyonunda benzerlik amplifikasyon teorisinin uygulama potansiyelini daha fazla araştırmalı ve büyük ekstrüderlerin daha doğru kalıplanması, tasarımı ve uygulanması için daha eksiksiz çözümler sağlamak üzere ilgili pratik araçlar ve yöntemler geliştirmelidir. teorik destek.
Haberler
Yatırım Getirinizi Artırmak İçin Uygun Maliyetli Çift Vidalı Ekstrüderlerimize Yatırım Yapın.
Bize Ulaşın
  • Name
  • Email *
  • Message *