Что такое выпуск тепла сдвига?

01 Введение

Экструдер является одним из наиболее распространенных частей оборудования для обработки материала. Будь то один экструдер с одним свисанием или двойной экструдер, таяние и пластификация материалов достигаются посредством нагрева ствола, а также сдвига и пластифицированного действия винта. Те, кто знаком с процессом экструзии, могут знать, что контрольная температура расплава в реальном времени внутри экструдера обычно немного выше температуры ствола. Это связано с тем, что сдвижное действие вращающегося винта генерирует тепло, явление, известное как выпуск тепла сдвига.

02 Принцип выпуска тепла сдвига

Выпуск тепла сдвига относится к теплу трения, генерируемого, когда материалы подвергаются относительному движению под сдвигом винта во время процесса экструзии. Это тепло происходит от преобразования механической энергии винта во внутреннюю энергию материала. Интенсивность высвобождения тепла сдвига тесно связана с конструкцией винта, свойствами материала и условиями процесса.

03 проявления сдвигового тепла в различных винтовых секциях

Секция кормления: Поскольку винтовые каналы относительно глубоки, а материал еще не уплотнен, тепло трения минимально, а внешние обогреватели обеспечивают большую часть тепла.

Сексионная секция: По мере того, как глубина винтового канала постепенно уменьшается, материал отталкивается к стенке ствола, увеличивая силу сдвига и генерируя больше нагрева сдвига. Жара в этом разделе в основном происходит от действия сдвига.

Секция измерения: к этому этапу материал полностью расплавлен, а винтовые каналы более мелкие, что приводит к значительному выработке сдвигового тепла. В некоторых случаях для контроля температуры требуются охлаждающие устройства.

04 Факторы, влияющие на методы высвобождения и контроля сдвига.

(1) Факторы, влияющие на высвобождение тепла сдвига

Конструкция винта: параметры, такие как соотношение длины к диаметре, коэффициент сжатия и глубина винтового канала, влияют на генерацию нагрева сдвига. Например, более широкое соотношение длины к диаметру и более мелкие винтовые каналы увеличивают нагрев сдвига.

Свойства материала: тепловая чувствительность и вязкость плавления материала также влияют на тепло сдвига. Теплочувствительные материалы (такие как ПВХ) более подвержены деградации из-за нагрева сдвига.

Условия процесса: более высокие скорости вращения винта генерируют большее тепло сдвига, а настройки температуры ствола также влияют на вклад тепла сдвига.

(2) Как уменьшить воздействие выпуска тепла сдвига

Оптимизация конструкции винта: регулировка глубины и коэффициента сжатия винтового канала может помочь уменьшить генерацию тепла сдвига.

Управление скоростью винта: снижение скорости винта может уменьшить тепло сдвига.

Охлаждающие устройства: Установка охлаждающих устройств в сечении измерения помогает регулировать температуру.

05 Как рациональное использование выпуска тепла сдвига

Выпуск тепла сдвига является важным источником тепла в процессе экструзии, особенно в сжатиях и измерениях, где его вклад тепла может превышать внешние нагреватели. Следовательно, эффективно контроль нагрева сдвига имеет решающее значение для обеспечения равномерной пластификации материала и поддержания качества продукта.

Правильное использование высвобождения тепла сдвига может значительно повысить эффективность экструзии и качество продукта. Оптимизируя конструкцию винта, управление скоростью винта, реализацию сегментированного управления температурой и регулирующие параметры процесса на основе характеристик материала, возможно уменьшить энергопотребление, обеспечивая при этом равномерную пластификацию и оптимизацию производительности.

В определенных применениях высвобождение тепла сдвига может быть использовано для содействия химическим реакциям или модификации материалов. Например, при приготовлении композитов на основе полимеров с высокой термимальной проводностью контролирование высвобождения нагрева сдвига может снизить межфазное тепловое сопротивление между наполнителем и матрицей, тем самым значительно улучшая теплопроводность материала. Этот подход не только повышает производительность материала, но и снижает необходимость дополнительного нагрева.

Nanjing Haisi является профессиональным производителем пластиковой машины пеллетизатора, мы поставляем двадневный экструдер винта, один винтовой экструдер, пластиковый экструдер, двухступенчатый экструдер, лабораторный экструдер, смешивание и кормление, охлаждающий и шайма, машина для дробления и так далее.