Охлаждение экструдера. Расчёт мощности охлаждения.


Как рассчитать мощность необходимую для охлаждения экструдера?


Для того что бы понять какую энергию нужно отвести от экструдера давайте разберёмся, какие вообще тепловые процессы участвуют в работе экструдера.

В процессе обработки тепло с помощью нагревателей подводится к материалу до получения пластичной массы, которая увлекается спиральным шнеком, транспортируется к формующей головке и выдавливается через профилирующие отверстия.

Таким образом видно, что в процессе участвуют два источника тепла. Первый это нагреватели, нагревающие материал в процессе обработки и второй — это образование тепла в результате трения возникающего при прохождении материала по шнековому механизму. В общем случае эти два источника и сообщают тепловую энергию экструдеру.

Конечно, для полного понимания тепловых процессов в экструдере, необходимо учесть энергию, которая выделяется в процессе работы.

Материал, который выходит из экструдера, обычно, имеет температуру выше, чем материал загружаемый в экструдер, соответственно часть энергии, поступающей в экструдер уносится вместе с нагретым материалом. Другая часть энергии выделяется через корпус в результате теплообмена с окружающей средой.

В результате описанных выше тепловых процессов образуется разница между поступающей и выделяющейся энергией. Эту разницу и необходимо отвести с помощью охлаждающего устройства.

Представим поступавшую и выделяемую энергии в виде уравнения теплового баланса

Qнаг + Qтр = Qмат + Qп + Qохл

    Где:

  • Qнаг – энергия, поступающая от нагревателей;
  • Qтр – энергия выделяющаяся при трении материала о шнек и стенки шнековой камеры;
  • Qмат - энергия уносимая вместе с нагретым материалом;
  • Qохл – энергия которую необходимо отвести в процессе охлаждения.

Преобразуем формулу и получим:

Qохл = Qнаг + Qтр - Qп - Qмат

Определение мощности нагрева ни каких сложностей не представляет. Эти данные мы берём из руководства по эксплуатации экструдера, а вот определение теплоты, выделяемой при трении, наверняка возникнут проблемы. Точный расчёт зависит от геометрических размеров шнека, профиля спирали, вязкости материала и ещё от нескольких параметров, определение которых не простая задача.

Как же определить необходимые нам значения, а именно как определить мощность охлаждения?

Возвращаясь к формуле, видим, что:

Qнаг + Qтр - Qп

- та энергия, которая сообщается материалу в процессе экструдирования, соответственно, зная расход, начальную температуру и температуру материала на выходе мы можем рассчитать ту энергию которую необходимо удалить с помощью охлаждающей воды.

Методика расчёта следующая:


Для расчёта понадобится четыре параметра:

  • производительность экструдера, кг/час;
  • удельная теплоёмкость материала (кДж/кг*0С);
  • температура начальная - температура материала в формовочной головке (0С);
  • температура конечная (0С);

Воспользуемся формулой:

N = m/t*c∆T
    Где:
  • m-масса (кг);
  • t-время за которое перерабатывается указанная масса (час);
  • c - удельная теплоёмкость (Дж/кг*0С);
  • ΔT – разница между начальной и конечной температурой;

В результате расчёта мы получим необходимую мощность охлаждения экструдера или термопластавтомата с заданной производительностью.


Расчёт мощности охлаждения через массу и время охлаждения.
Масса охлаждаемого вещества, кг
Время за которое необходмо охладить, с
Температура начальная, 0C
Температура конечная, 0C
Тип охлаждаемого вещества



Остались вопросы? Позвоните нам +7 (495) 724-38-05 и найдите решение с нами!
Бесплатный звонок по России +7 (800) 700-28-50!

Мы стремимся предоставить нашим клиентам всестороннюю поддержку, чтобы обеспечить высококачественный сервис.