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L'extrusion est un processus de production qui utilise une vis pour forcer un matériau à travers un système sous pression. Pour calculer les performances d'un système d'extrusion, il est nécessaire de connaître une série de valeurs liées au système de pression, les dimensions de l'extrudeuse et les propriétés du matériau qui traversera le processus. Le rendement d'extrusion est calculé en soustrayant la pression d'écoulement volumétrique du système de la résistance d'écoulement volumétrique.
Étape 1
Déterminez la valeur des variables nécessaires pour calculer le rendement d'extrusion. Vous aurez besoin de connaître le diamètre de la vis d'extrusion, sa vitesse (mesurée en tr / min), l'angle de sa spirale et la hauteur et la largeur de son canal.Vous aurez également besoin de connaître le changement de pression dans le système en livres par pouce carré (psi), la viscosité de votre matériau et la longueur de l'ensemble du canal d'extrusion. Voir le lien ci-dessous pour une représentation visuelle de chacune de ces mesures.
Étape 2
Déterminez l'indice de la loi de puissance de la substance que vous utilisez. Si vous ne connaissez pas cet index pour un polymère plastique, vous pouvez vous référer au tableau 4.2 à la page 46 du livre de Giles, Wagner et Mount: "Extrusion, the Definitive Processing Guide and Handbook".
Étape 3
Calculez la résistance du flux volumétrique newtonien du système. Multipliez les variables suivantes: largeur du canal, profondeur du canal, vitesse de la vis, diamètre de la vis et cosinus de l'angle de la spirale de la vis. Multipliez le résultat par la constante pi (environ 3,14) et divisez le résultat par 2. Cette équation fournit une estimation de la résistance du débit volumétrique pour un fluide newtonien dans votre système d'extrusion.
Étape 4
Corrigez la résistance du flux volumétrique newtonien de votre substance, pour une nature non newtonienne. Ajoutez 4 à votre indice de puissance et divisez le résultat par 5. Multipliez ce résultat par la résistance au débit volumétrique estimée déjà calculée. Le résultat sera la résistance du débit volumétrique à votre système.
Étape 5
Calculez le débit de pression newtonien de votre système. Élevez la hauteur de votre canal d'extrusion vers le cube et multipliez le résultat par le sinus de l'angle de la spirale de la vis, la largeur du canal et le changement de pression dans le système lors de l'extrusion. Divisez la valeur de résultat par la viscosité du plastique, la longueur de l'ensemble du système d'extrusion et la constante 12. La valeur résultante sera l'estimation newtonienne du débit de pression du système.
Étape 6
Corrigez le débit de pression newtonien pour tenir compte de la nature non newtonienne de votre polymère. Multipliez l'indice de loi de puissance de votre polymère par 2, puis ajoutez 1 pour obtenir le dénominateur de l'équation. Multipliez ensuite le débit de pression newtonien par 3, puis divisez le résultat par le dénominateur que vous venez de calculer. En faisant cela, vous obtiendrez le véritable débit de pression volumétrique de votre système.
Étape 7
Soustrayez le débit de pression volumétrique de votre système de votre débit de résistance volumétrique. Le résultat sera le débit d'extrusion de votre système, mesuré en psi.