JoVE Science Education

Chemical Engineering

A subscription to JoVE is required to view this content.

English

הדגמת מודל חוק הכוח באמצעות שחול

Overview

מקור: קרי מ. דולי ומייקל בנטון, המחלקה להנדסה כימית, אוניברסיטת לואיזיאנה סטייט, באטון רוז', לוס אנג'לס

המסות פולימר נוצרות לעתים קרובות לצורות פשוטות או "מוחצנות", כגון גלולים גליליים, יריעות שטוחות או צינור, באמצעות מפלט. 1 פוליאולפינים הם בין הפולימרים הבולטים הנפוצים ביותר. שחול כרוך הובלה והמסה של הזנה מוצקה, אשר לעתים מעורבב עם חומרים שאינם פולימריים, ואת הצטברות הלחץ וההובלה של להמיס או תערובת. הוא מוחל על פולימרים תרמופלסטיים, אשר מעוותים כאשר מחומם לחדש את המאפיינים הקודמים שלהם "ללא זרימה" כאשר מקורר.

באמצעות מפלט מעבדה פשוט, ניתן לבחון את ההשפעה של תנאי ההפעלה על תפוקת הפולימרים ועל ירידת הלחץ וניתן לתאם את הנתונים המתקבלים באמצעות מודל "חוק הכוח" לזרימת המסות ופתרונות פולימריים. מודל זה משמש להגדלת התהליך למבלטים מורכבים יותר. ניתן לקבוע את הקשר בין תנאי ההפעלה לבין הסטיות מהתנהגות עקירה תיאורטית ("החלקה") וצורת שחול ("die swell") .

בניסוי זה, פולימר תרמופלסטי טיפוסי, כגון קופולימר פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) (של אתילן + אולפין שרשרת ארוך יותר) ישמש. טמפרטורת ההפעלה של המתים והאזורים תלויה בחומר. קצב הזרימה יכול להיקבע על ידי שקלול פלט למות במרווחי זמן מתוזמנים. כל הנתונים הדרושים האחרים (מהירות בורג, טמפרטורות אזור, לחץ הזנת למות) ניתן לקרוא מלוח המכשיר.

Procedure

לניסוי זה, קופולימר תרמופלסטי טיפוסי (ExxonMobil פקסון BA50, טמפרטורת המסה ~ 204 °C) של פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) בתוספת אולפין שרשרת ארוך יותר יהיה extruded דרך מוות גלילי.

1. לאתחל את האקסטרודר

  1. הפעל את הפליטה כאשר אתה מוכן להפעיל את המפלט.
  2. מלא את ההופר ומבלט בכדורי פולימר.
  3. ודא כי מתג המנוע הוא "כבוי". לאחר מכן הפעל את המתג הראשי "מופעל".
  4. הגדר את טמפרטורת למות בין 220 - 250 °C (5 °F), האזור 1 טמפרטורה 5 - 20 °C (5 ° C ) מעל טמפרטורת ההיתוך, ואת האז

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

יחסי Q לעומת ΔP חושבו באמצעות מודל חוק הכוח, ו- ir לובש צורה פשוטה לזרימה בצינור של גיאומטריה פשוטה, שבמקרה זה היא המוות. מתוך מדידות הזרימה, המהירות והטמפרטורה, חושבו קבועי חוק החשמל וכמויות אחרות, כגון קצב הגיסה, מתח גיסת ומידת החלקה. נתונים מייצגים והתאמה למשוואה 2

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

שחול פולימר מתחיל על ידי המסת שרף פולימר שנכנסים למחול דרך ההופר. זרימת הפולימר המותך תלויה בצמיגות (יחס של מתח גיסא לקצב הגיהה) של החומר. הפולימר עוזב דרך המוות, והוא מעוצב לממדים הרצויים. זרימת הפולימר צפויה לפעול על פי מודל חוק החשמל.

בניסוי זה, המכניקה של מודל חוק הכוח, כול...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References

  1. Principles of Polymer Processing, Z. Tadmor and C.G. Gogos, Wiley Intersicence, Hoboken, 2006 (Ch. 3, 4, 6, 9-10); Analyzing and Troubleshooting Single Screw Extruders, G. Campbell and M.A. Spalding, Carl Hanser, Munich, 2013 (Ch. 1, 3, A3).
  2. Transport Phenomena by R.B. Bird, W.E. Stewart, and E.N. Lightfoot, John Wiley, New York, 1960 (Ch. 2-3) and Process Fluid Mechanics by M.M. Denn, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, 1980 (Ch. 2, 8, 19)

Skip to...

0:07

Overview

1:19

Principles of Extrusion

2:59

Extruder Start-up and Heat-soak

4:21

Extruder Operation and Data Collection

5:43

Extruder Shut Down and Data Processing

6:48

Results

7:53

Applications

9:41

Summary

We use cookies to enhance your experience on our website.

By continuing to use our website or clicking “Continue”, you are agreeing to accept our cookies.

Learn More