Co-rotativo para parafuso duplo extrusor Blocos amassando (1)

As extrusoras de teto duplo co-rotativo de ingresso totalmente são normalmente operadas em um modo alimentado com fome. Isso significa que a taxa de transferência é regida por uma unidade de dosagem externa alimentando o material na zona de admissão. Como conseqüência, grandes proporções dos parafusos são parcialmente preenchidas (Rauwendaal.2014). No entanto, regiões totalmente preenchidas são encontradas em zonas de consumo de pressão, como elementos de conversão traseira, blocos de amastramento e a matriz de extrusão localizada na ponta do parafuso. Para garantir que o processamento contínuo regiões totalmente preenchidas também sejam encontradas à direita antes da pressão que consome zonas que fornecem pressão suficientes forçando o material através da extrusora.

A modelagem de extrusão co-rotativa para o parafuso duplo está focada principalmente nas regiões totalmente cheias. O parâmetro mais crítico é o VDRAG da capacidade de fluxo de arrasto dos respectivos elementos de parafuso. Se a taxa de fluxo V for maior que a capacidade de fluxo de arrasto, a seção da extrusora será totalmente preenchida e consumindo pressão. Se a taxa de transferência for menor que a capacidade de fluxo de arrasto, a seção da extrusora será parcialmente preenchida ou estiver localizada logo antes de uma seção de consumo de pressão e, portanto, será totalmente preenchida. A primeira discussão fundamental dos mecanismos de fluxo na extrusora de parafuso duplo co-rotativa de ingresso total foi apresentada por Erdmenger (1964). Denson e Hwang (1980) forneceram relações de pressão de transferência linear para elementos de transporte totalmente preenchidos de um fluxo newtoniano, que foi melhorado por vários autores (por exemplo, Szydlowski e White, 1987a; Booy, 1980; Sporkmann e Schöppner, 2019).


Os estudos apresentados acima são limitados a transmitir elementos, enquanto os blocos amassados ​​alcançaram consideravelmente menos atenção. No entanto, eles são responsáveis ​​por derreter, dispersar e homogeneizar os ingredientes e, portanto, construir o coração de uma extrusora co-rotativa de parafuso duplo. Uma das primeiras análises mecanicistas foi apresentada por Eise et al. (1983). Posteriormente, várias abordagens diferentes foram desenvolvidas para prever a relação de pressão de rendimento de discos amassados ​​(Szydlowski et al., 1987b; Potente et al., 1999, 2001). Todos esses modelos estão enfrentando vários problemas, como o uso de uma representação de placa plana do canal de fluxo, ignorando o fluxo na região de intermediação e a simplificação dos elementos de transmissão de blocos amassados, que foram abordados conduzindo experimentos especiais de caracterização de parafusos (Eitzlmayr et al, 2013; Kohlgrüber, 2020). Além disso, simulações tridimensionais de fluxo (Lewandowski e Wilczynski, 2017; Bauer et al., 2021; Stritzinger et al., 2021) são uma ferramenta poderosa que oferece idéias profundas sobre os padrões complexos de fluxo.

Neste trabalho, analisamos a capacidade de fluxo de arrasto do fluxo de derretimento do polímero através de blocos amassados ​​e apresentamos uma abordagem híbrida que gera modelo de regressão simbólica generalizada sem dimensão. Esse novo modelo pela primeira vez permite prever analiticamente a capacidade de fluxo de arrasto, levando em consideração a geometria tridimensional completa sem a necessidade de simplificações geométricas. Um esquema de nosso procedimento de trabalho é apresentado na Fig. 2. Primeiro, analisamos o problema e as equações que governam. Em seguida, aplicamos a teoria da similaridade que identifica os parâmetros de influência da dimensão característica, que constroem a base do estudo tridimensional de elementação finita acionada por parametricamente. Finalmente, desenvolvemos um modelo de regressão simbólica usando os dados simulados como entrada.