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L'estrusione è un processo di produzione che utilizza una vite per forzare un materiale attraverso un sistema pressurizzato. Per calcolare le prestazioni di un sistema di estrusione è necessario conoscere una serie di valori relativi al sistema in pressione, le dimensioni dell'estrusore e le proprietà del materiale che andrà attraverso il processo. La resa di estrusione viene calcolata sottraendo la pressione del flusso volumetrico del sistema dalla resistenza al flusso volumetrico.
Passo 1
Determina il valore delle variabili necessarie per calcolare la resa di estrusione. Avrai bisogno di conoscere il diametro della vite di estrusione, la sua velocità (misurata in rpm), l'angolo della sua spirale e l'altezza e la larghezza del suo canale.Sarà inoltre necessario conoscere la variazione di pressione nel sistema in libbre per pollice quadrato (psi), la viscosità del materiale e la lunghezza dell'intero canale di estrusione. Vedere il collegamento sottostante per una rappresentazione visiva di ciascuna di queste misure.
Passo 2
Determina l'indice della legge di potenza della sostanza che stai utilizzando. Se non conosci questo indice per un polimero plastico, puoi fare riferimento alla tabella 4.2 a pagina 46 del libro di Giles, Wagner e Mount: "Extrusion, the Definitive Processing Guide and Handbook".
Passaggio 3
Calcola la resistenza del flusso volumetrico newtoniano del sistema. Moltiplicare le seguenti variabili: larghezza del canale, profondità del canale, velocità della vite, diametro della vite e coseno dell'angolo della spirale della vite. Moltiplicare il risultato per la costante pi (circa 3,14) e dividere il risultato per 2. Questa equazione fornisce una stima della resistenza del flusso volumetrico per un fluido newtoniano nel sistema di estrusione.
Passaggio 4
Correggi la resistenza del flusso volumetrico newtoniano della tua sostanza, per una natura non newtoniana. Aggiungi 4 al tuo indice di potenza e dividi il risultato per 5. Moltiplica il risultato per la resistenza al flusso volumetrica stimata già calcolata. Il risultato sarà la resistenza del flusso volumetrico al tuo sistema.
Passaggio 5
Calcola il flusso di pressione newtoniano del tuo sistema. Aumenta l'altezza del tuo canale di estrusione al cubo e moltiplica il risultato per il seno dell'angolo della spirale della vite, la larghezza del canale e la variazione di pressione nel sistema durante l'estrusione. Dividere il valore del risultato per la viscosità della plastica, la lunghezza dell'intero sistema di estrusione e la costante 12. Il valore risultante sarà la stima newtoniana del flusso di pressione del sistema.
Passaggio 6
Correggere il flusso di pressione newtoniana per tenere conto della natura non newtoniana del polimero. Moltiplica per 2 l'indice della legge di potenza del polimero, quindi aggiungi 1 per ottenere il denominatore dell'equazione. Quindi moltiplica il flusso di pressione newtoniana per 3 e poi dividi il risultato per il denominatore appena calcolato. In questo modo, otterrai il vero flusso di pressione volumetrica dal tuo sistema.
Passaggio 7
Sottrai il flusso di pressione volumetrica del tuo sistema dal flusso di resistenza volumetrica. Il risultato sarà il rendimento di estrusione per il sistema, misurato in psi.