Проектирование и расчет валковых машин для полимерных материалов. Клинков А.С - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 2.3 Распределение скоростей частиц вдоль оси валка
Анализ зависимости (2.8) показывает, что по мере продвижения материала вдоль оси валка, скоро-
сти частиц потока плавно возрастают, достигая максимума в сечении выхода материала с валка (X→0).
Уравнение (2.6) дает возможность (в пределах правомерности сделанных допущений) установить соот-
ношение между основными параметрами процесса непрерывного вальцевания: производительностью,
окружной скоростью валков, диаметром валков, длиной их рабочей части, величиной межвалкового за-
зора и величиной запаса материала на валках, т.е. позволяет провести анализ процесса с различных то-
чек зрения и выбрать оптимальные соотношения между указанными параметрами.
Эти уравнения дают возможность определить величину координаты сечения входа (а, следователь-
но, и величину координаты сечения выхода) в любом поперечном валкам сечении, что, в свою очередь,
позволяет применить решение Гаскелла для определения остальных параметров процесса непрерывного
вальцевания (распорных усилий, крутящих моментов на валках и потребляемой мощности). Следует
заметить, что в уравнения (2.6) и (2.8) не входит вязкость полимера. Можно предположить, что в основ-
ной массе потока V
x
>> V
z
и распределение скорости частиц потока V
z
по рабочей длине валка при валь-
цевании неньютоновских жидкостей будет таким де, как и в случае ньютоновских жидкостей. Поэтому
уравнения (2.6) и (2.8) могут быть использованы и при расчете процессов и оборудования для перера-
ботки широкого класса полимерных материалов. В этом случае должны быть изменены коэффициенты
a и b в уравнении (2.7) или применены более точные зависимости между X
н
и Х
к
для неньютоновских
жидкостей. Как показано в работе Д.М. Мак-Келви и представлено графически в работах Н.Г. Бекина,
между X
н
и Х
к
существует функциональное соотношение, зависящее только от свойств перерабатывае-
мого материала
(
)
()
∫
=
+
±±
+
н
к
0
1
12
2
2
к
2
X
X
n
n
dX
X
XX
(2.9)
при условии P(x) = 0, если X = Х
к
.
Используя (2.9), можно вычислить значения безразмерного комплекса Q
*
z [уравнение (2.6)] для раз-
личных значений координаты сечения входа и выхода в случае непрерывного вальцевания аномально-
вязкой жидкости, течение которой подчиняется степенному закону
∂
∂
∂
∂
µ=τ
−
y
V
y
V
x
n
x
1
1
. (2.10)
Величина комплекса Q
*
z, найденная для различных значений индекса течения n и координаты сече-
ния входа X
но
при Z = 0, показана на графике рис. 2.4.
Анализ данной зависимости показывает, что величина комплекса Q
*
z увеличивается с уменьшением
индекса течения n (т.е. чем больше вальцуемый материал отличается от ньютоновской жидкости). На
величину и характер изменения Q
*
z большое влияние оказывает величина запаса перерабатываемого
материала на валках вальцев.
Определение распорных усилий между валками при непрерывном режиме работы вальцев.
Гидростатическое давление жидкости, возникающее между валками в процессе обработки материа-
ла на вальцах, стремится раздвинуть валки. Сила, стремящаяся раздвинуть валки, называется распор-
ным усилием. Величина распорного усилия может быть посчитана как произведение суммы проекций
на плоскость y0z (рис. 2.1) элементарных сил давления и трения на величину поверхности, по которой
эти элементарные силы действуют. Распорные усилия, приложенные к поверхности каждого из двух
валков, равны между собой по модулю и направлены в разные стороны.

Страницы