用电子计算机进行螺杆设计

  • 发布日期:2016-07-28
  • 摘要:

    1.根据挤出过程的现象建立物理模型。
    2.根据物理模型建立数学模型。其根心便是达内尔—摩尔-郑等人家里的固体输送理论塔德摩尔—克莱因-郑-多洛万等人建立的熔融理论、杜邦(Dupont)集团和麦凯尔维建立的流体动力学理论。这些理论的主要计算公式是固相分布函数X/W与螺槽长度Z的关系式X/W=f(z),塑料压力p与螺槽长度z的关系式p=f(z)。
       需要特别说明的是,由于目前还没有一个完整的计算模型,因此在计算时不得不从各个理论中抽取有关的计算公式,而这些公式在假设条件和计算结果上还存在着一定的矛盾。例如按熔融理论计算固相分布函数X/W时不得不略去压力的影响,而在计算压力分布时往往又使用了固体摩擦理论中的压力公式;在计算功率耗时往往只计算计量段功率消耗,至多再考虑固体输送段的能量消耗而对熔融段又不予考虑.

     

    螺杆正交设计 http://www.zssllg.com/news/Industry-News/336.html

     

     

     3.根据上述计算公式编制程序。如果是人工(手)编程序,则需要先将上述公式演变为计算机所接受的+,-,×,÷ 四则运算或“是”、“否”,“或”等逻辑运算的算术式,然后才能人工编程序。但是人工编程序有很多缺点,例如易出差错,错了检查也不易;阅读起来也不方便,各计算机之间程序不能通用,而且需要专门人员来做这项工作。
     因此,近年来都不用人工来编程序,而采用比较方便而通用的程序语言,此时不再需要将指数,三角函数等初等数学关系式转换为算术关系式。程序编制人员只需将计算机的工作程序以规定的数码形式(即ALGOL语言、FORTRAN语言或BASIC语言)书写在规定的专用表格上。每一条程序指令其外形就是一组数码,全部程序指令就是数码的序列。
     4.计算机计算。将程序代码和设定的已知数据输入计算机,计算机便按预定的要求输出计算结果。
     

      由于计算过程的复杂性,在用电子计算机进行螺杆设计时往往是假设下列三方面参数已知:

    螺杆参数:螺杆直径D、长径比L/D、计量段长度L3、计量段槽深H3、加料段长度L1、加料段槽深H1、压缩段长度L2、螺距S、法向和轴向棱宽e和b,最后还有螺纹头数M。
     塑料性能参数:固相密度ρs、液相密度ρ、固相比热C1、液相比热C2、熔融潜热λ、固相导热系数K、液相导热系数K、熔点T和黏度η=f(T,γ)。
     挤出工艺参数:生产率Q、螺杆转速n、机头压力p、机筒温度T=f(L)。
     将这三方面数据中计算必须的数据输入计算机后,一般 要求偶得出的都是X/W=f(z)、T=f(z)等关系式。这样实际上便是在已知(设定)螺杆参数、物理参数和挤出工艺参数的条件下来校验固相是否在规定地点熔化结束,或者是校验挤出温度是否超过规定温度。计算结果如果不理想便应变更第三方面设定参数中的某几方面中的某几个参数(例如,如果在规定位置X/2≠0便应降低产量、减慢转速等等),一直反复计算到结果满意为止。
     由于理论公式尚不完善,缺少综合考虑过的三段螺杆的计算模型,每个计算者选取的公式往往不同,再加上经验数据的局限性,因此计算机计算结果必然会产生误差。为了得出合乎实际的计算结果,在可能的条件下都要实验来验证。即顶出螺杆法或剖分机筒法直接测量塑料在螺杆上的熔融情况(测量X/W),或者是用压力、温度等测量仪表直接测量料压或料温,用这些测得数据和计算结果直接比较,从而完善计算模型同事也设计出性能更好的螺杆。
     螺杆设计程序包括一整套主程序和相应的子程序,没一个子程序都是由一系列的计算过程组成,它们都有它的理论公式和经验公式。由于每个程序选用公式的差异,因此编制出来的程序相差很多。
     图13-27是介绍的设计螺杆的主程序的程序方框图,这套程序的特点是根据在稳定状态下求出的螺杆上的温度、压力分布曲线进行螺杆设计,再根据动力计算和能量平衡情况进行料温方面的校核。
     
     对图13-27所示主程序的各子程序 的作用作如下说明:
     子程序1:输入数据。计算机“阅读”穿孔带或磁带记录的为计算所必须的全部输入数据。
     子程序2:数据函数化。即将子程序1读入的原料物性值函数化,如η=f(T,γ)和ρ=f(p,T)等等,这样才能为计算机进一步计算。
     子程序3:设定初始值.即为进行螺杆挤出过程的计算,先假定一批初始值,例如消耗动力等等。
     子程序4:计算螺杆出口料温。根据挤出机内能量平衡的计算求的螺杆出口处料温。
     子程序5:求沿螺杆全场上塑料温度分布曲线。
     子程序6:求螺杆参数。
     子程序7:求螺杆消耗动力。
     子程序8:将计算出的动力消耗值与设定初始值相比较,当其差值允许范围内时编客进行第10子程序,若差值过大则变更设定值(子程序9)重行计算。
     子程序10:将计算的料温与允许的料温相比较,如果不超过允许料温则可进行子程序12,若超出允许料温则应变更初始设定的温度条件(子程序11)重行计算。
     子程序12:打印出螺杆形状,即得出设计的螺杆参数。
     对每一子程序的程序方框图和相应的计算公式(各资料旺旺不一样)可参看相关资料。
     
       由于计算过程的复杂性,在用电子计算机进行螺杆设计时往往是假设下列三方面参数已知:
    螺杆参数:螺杆直径D、长径比L/D、计量段长度L3、计量段槽深H3、加料段长度L1、加料段槽深H1、压缩段长度L2、螺距S、法向和轴向棱宽e和b,最后还有螺纹头数M。
     塑料性能参数:固相密度ρs、液相密度ρ、固相比热C1、液相比热C2、熔融潜热λ、固相导热系数K、液相导热系数K、熔点T和黏度η=f(T,γ)。
     挤出工艺参数:生产率Q、螺杆转速n、机头压力p、机筒温度T=f(L)。
     将这三方面数据中计算必须的数据输入计算机后,一般 要求偶得出的都是X/W=f(z)、T=f(z)等关系式。这样实际上便是在已知(设定)螺杆参数、物理参数和挤出工艺参数的条件下来校验固相是否在规定地点熔化结束,或者是校验挤出温度是否超过规定温度。计算结果如果不理想便应变更第三方面设定参数中的某几方面中的某几个参数(例如,如果在规定位置X/2≠0便应降低产量、减慢转速等等),一直反复计算到结果满意为止。
     由于理论公式尚不完善,缺少综合考虑过的三段螺杆的计算模型,每个计算者选取的公式往往不同,再加上经验数据的局限性,因此计算机计算结果必然会产生误差。为了得出合乎实际的计算结果,在可能的条件下都要实验来验证。即顶出螺杆法或剖分机筒法直接测量塑料在螺杆上的熔融情况(测量X/W),或者是用压力、温度等测量仪表直接测量料压或料温,用这些测得数据和计算结果直接比较,从而完善计算模型同事也设计出性能更好的螺杆。
     螺杆设计程序包括一整套主程序和相应的子程序,没一个子程序都是由一系列的计算过程组成,它们都有它的理论公式和经验公式。由于每个程序选用公式的差异,因此编制出来的程序相差很多。
     图13-27是介绍的设计螺杆的主程序的程序方框图,这套程序的特点是根据在稳定状态下求出的螺杆上的温度、压力分布曲线进行螺杆设计,再根据动力计算和能量平衡情况进行料温方面的校核。
     螺杆设计主程序

     

     

     对图13-27所示主程序的各子程序 的作用作如下说明:
     子程序1:输入数据。计算机“阅读”穿孔带或磁带记录的为计算所必须的全部输入数据。
     子程序2:数据函数化。即将子程序1读入的原料物性值函数化,如η=f(T,γ)和ρ=f(p,T)等等,这样才能为计算机进一步计算。
     子程序3:设定初始值.即为进行螺杆挤出过程的计算,先假定一批初始值,例如消耗动力等等。
     子程序4:计算螺杆出口料温。根据挤出机内能量平衡的计算求的螺杆出口处料温。
     子程序5:求沿螺杆全场上塑料温度分布曲线。
     子程序6:求螺杆参数。
     子程序7:求螺杆消耗动力。
     子程序8:将计算出的动力消耗值与设定初始值相比较,当其差值允许范围内时编客进行第10子程序,若差值过大则变更设定值(子程序9)重行计算。
     子程序10:将计算的料温与允许的料温相比较,如果不超过允许料温则可进行子程序12,若超出允许料温则应变更初始设定的温度条件(子程序11)重行计算。
     子程序12:打印出螺杆形状,即得出设计的螺杆参数。
     对每一子程序的程序方框图和相应的计算公式(各资料旺旺不一样)可参看相关资料。


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