Крупнейшая независимая площадка для обсуждения вопросов производства и переработки пластмасс и эластомеров различными способами. Рекомендации ведущих специалистов. https://forum.e-plastic.ru/
Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 02 апр 2018, 19:10
Максим Викторович
Ну про интернет - это серьезный аргумент. Но так как давление расплава НИКАК не влияет на тепловой баланс экструдера - пусть будет 20 МПа. Вода у Вас выходит из охлаждающего контура в виде перегретого пара, иначе как может вода при относительно низком (у Вас же не указан трубопровод высокого давления для охлаждающего контура) давлении и температуре значительно более 100 градусов Цельсия сохранять фазовое состояние жидкости? И циркулирует она там вечно практически, пока не умрет, ой, не испарится из накопителя в атмосферу. И БИНГО, нам известна производительностью линии. С практической точки зрения именно этот параметр и определяет тепловой баланс экструдера в частности и линии в целом, но согласно методички это просто очередное число, взятое с потолка. Поэтому в принципе Ваша система будет успешно функционировать и при указанных Вами параметрах.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Даже не буду спрашивать, почему 20 МПа. Есть вопрос - почему 90 градусов? У Вас будет постоянный теплосъем, как со шнека, так и с охлаждающей шнек воды с помощью чиллера/градильни/обдува (в конце концов). Практически Вы предложили использовать в системе охлаждения кипяток, что очень непрактично, простите за тавтологию. Что действительно от Вас требуется - так это рассчитать мощность Вашей системы охлаждения (чиллера, градильни и т.д.) оборотной воды. Вам стоило бы определиться не с давлением расплава в экструдере, а с производительностью экструдера.
насчет давления: выше писали о примерно таком значении, и в интернете чаще встречаются такие цифры
90 градусов - это температура воды в конце ее цикла, т.е. температура, при которой она выходит из рубашки (не циркулирует же она там вечно? если я правильно понимаю)
производительность экструдера давно рассчитана и составляет 94,9 кг/ч
Первоначально создалось впечатление, что это первоапрельская шутка.
А теперь по порядку.
1.В Вашей методичке в таблицах нет значения для для расплава ПЭНП =150град., для всех остальных полимеров есть.
2.Все расчёты указаны для экструдеров компании "КузнецкПолимермаш". Сам производитель для своих экструдеров давал другие данные по производительности D75=100-150кг. D90=150-200кг на выходе из материального цилиндра.
3. Согласно методички зона охлаждения водой в экструдере одна, это зона загрузки. Для зоны загрузки не надо городить систему термостатирования для поддержания 90град.. Даже очень экономные предприниматели, ставя 1куб. ёмкость, температуру более 75град не получали. Смотреть график по воде. При скорости потока 2м/с вода теряет желание забирать тепло+теплопотери.
4. Если Вы имели ввиду охлаждение водой всего мат.цилиндра, то это целая система. Вам она не под силу. Тем более в Вашей методичке для курсовых работ её нет. Был бы диплом, я бы решил что препод. собирает материал на патент или науч.степень, книгу, статью.
5. На запуске при температуре воды в зоне загрузки 90град. запросто поймаете "козла" (материал перестанет сыпаться). Обычно в зоне загрузки температура Т=15-40град. у кого что есть.
6. Из опыта: на экструдерах производящим вспененный полиэтилен установлена водяная система охлаждения. Температура воды 25-30град. Но в ней используются нагреватели с водяной системой охлаждения, сам мат. цилиндр водой не охлаждается. Работы по применению водяной системы ведутся, есть рабочие машины, будет ли это серийно выпускаться - большой вопрос.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 02 апр 2018, 23:45
ПолиАндр
По всей методичке забыта марка стали...цифирь ее теплопроводности....и толщина стенок цилиндра....или я просмотрел....
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
насчет давления: выше писали о примерно таком значении, и в интернете чаще встречаются такие цифры
90 градусов - это температура воды в конце ее цикла, т.е. температура, при которой она выходит из рубашки (не циркулирует же она там вечно? если я правильно понимаю)
производительность экструдера давно рассчитана и составляет 94,9 кг/ч
Первоначально создалось впечатление, что это первоапрельская шутка.
А теперь по порядку.
1.В Вашей методичке в таблицах нет значения для для расплава ПЭНП =150град., для всех остальных полимеров есть.
2.Все расчёты указаны для экструдеров компании "КузнецкПолимермаш". Сам производитель для своих экструдеров давал другие данные по производительности D75=100-150кг. D90=150-200кг на выходе из материального цилиндра.
3. Согласно методички зона охлаждения водой в экструдере одна, это зона загрузки. Для зоны загрузки не надо городить систему термостатирования для поддержания 90град.. Даже очень экономные предприниматели, ставя 1куб. ёмкость, температуру более 75град не получали. Смотреть график по воде. При скорости потока 2м/с вода теряет желание забирать тепло+теплопотери.
4. Если Вы имели ввиду охлаждение водой всего мат.цилиндра, то это целая система. Вам она не под силу. Тем более в Вашей методичке для курсовых работ её нет. Был бы диплом, я бы решил что препод. собирает материал на патент или науч.степень, книгу, статью.
5. На запуске при температуре воды в зоне загрузки 90град. запросто поймаете "козла" (материал перестанет сыпаться). Обычно в зоне загрузки температура Т=15-40град. у кого что есть.
6. Из опыта: на экструдерах производящим вспененный полиэтилен установлена водяная система охлаждения. Температура воды 25-30град. Но в ней используются нагреватели с водяной системой охлаждения, сам мат. цилиндр водой не охлаждается. Работы по применению водяной системы ведутся, есть рабочие машины, будет ли это серийно выпускаться - большой вопрос.
Если бы это была шутка. Уже которую неделю маюсь с этими расчетами.
В итоге, какие брать значения, чтобы расчеты были более-менее похожи на правду? Какие начальные и конечные температуры полимера и воды, скорость воды, давление в цилиндре?
Пожалуйста, помогите, иначе я совсем сойду с ума с этими расчетами.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 03 апр 2018, 10:24
новичёк
Мне кажется, мы запутали немного нашего студента....
"Здравствуйте. Пишу курсовой проект по переработке полимеров, в частности экструзией, и при проведении расчетов столкнулась с рядом проблем, вызывающих такие вопросы:
-каково давление в цилиндре экструдера, расчеты провожу при температуре расплава 150 градусов, преподаватель говорит, что здесь должно быть повышенное давление, т.к. охлаждающая жидкость при таких температурах просто напросто моментально испарится и ни о каком охлаждении речь не пойдет, искала характеристики экструдеров, но нашла только то, что давление колеблется от долей до ста МПа... "
Экструдер это машина. которая преобразует механическую энергию вращения шнека в тепловую энергию в полимере.
Расплав материала происходит за счёт дросселирования материала либо на блоке сеток в канале адаптера. либо в канале головки.
Поэтому. Давление материала внутри машины. по мере продвижения по шнеку постепенно растёт. Это для одношнековой машины.
Для двухшнековой с дегазатором - график давления немного иной. Перед дегазатором в шнеке специально предусмотрена зона другой геометрии и наклона витка для резкого не очень значительного, но увеличения давления.
Предельное давление массы расплава определяется "гидравлическим" сопротивлением формующей головки. Это давление выбрано исходя только из возможности "держать" давление и не развалится упорными подшипниками редуктора и жесткость тела шнека. Как правило это давление не превышает 20-25 Мпа.
Отсюда правило. Машина подбирается под головку. А не наоборот.
Поэтому в паспорте машины всегда указывают её производительность кг/час. Без головки. Зная проектные характеристики головки по производительности кг/час
и подбирают экструдер. С условием что это 80% от производительности экструдера. Остальные 20% "идут на обеспечение " минимизации пульсаций экструдата.
Зная оптимальную температуру расплава того или иного полимера. Подбирают температуры работы экструдера в зависимости от числа оборотов шнека (-ов)
Как правило в экструдере эл. мощность это 50/50. Нагреватели- привод. Нагреватели нужны на разогреве машины ПЕРЕД пуском. В дальнейшем в работе они практически не включаются. В случае зонных перегревов машины от сил трения внутри экструдера. Вполне достаточно воздушного охлаждения.
Но могут быть исключения.
-экструдера для изготовления красителей. Шнеки со-вращения и очень большой длины. В состав красителя входят порошки от 60 до 80%. Мощное выделение тепла от трения . Поэтому такие машины имеют водяное ( как самое эффективное) охлаждение зон цилиндра.
-экструдера ТАЙСОН для производства сайдинга. Зона охлаждения цилиндра на конце шнека имеет дополнительный змеевик жидкостного охлаждения. Так линии такого типа высокоскоростные до 40 м/мин. Материал внутри машины движется с высокими скоростями и сильным перегревом особенно в зоне адаптера и входа в головку. Его нужно очень интенсивно охлаждать.
"-каковы начальная и конечная температура жидкости при повышенном давлении" Поэтому в экструзии считают тепловой баланс воды охлаждения в калибре и калибрационной ванне при охлаждении вышедшего из головки полимера.
Примеры такого расчёта чиллера есть и в сети, и на этом сайте.
Начальные условия Вам уже известны
- температура воды охлаждения 12-14*С
- температура материала на выходе из головки 150*С
- производительность кг/час экструдера Вы знаете
- конечная температура изделия на входе в тянущее . можно назначить от 12-до 35*С.
А все тепловые коэфф. есть в Вашей методичке.
Вопросов масса, но со многими я могу разобраться самостоятельно, а ответы на эти долгое время не могу найти, из-за чего вся работа стопорится. Очень буду рада, если знающие люди помогут
ЗЫ. В Вашей методичке ошибочка. На фото в начале не одношнековый экструдер, а двухшнековый конический экструдер. И предложенные в этой работе методы расчёта процессов внутри машины. Не подходят для двухшнековой коники. От слова -совсем!.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 03 апр 2018, 10:36
Figaro
Ну примите макс температуру зоны загрузки в 150 (тем-ра расплава) + 20 градусов запаса.
Температура зоны загрузки - градусов 60 - 70.
Теплоемкость воды - ???
Производительность - 100 кг/ч Теплоемкость ПЭНП - ???
"Снять" Вам тепла с зоны загрузки (170 - 60)*теплоемкость ПЭНП*Производительность
Одна сплошная арифметика ...
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 03 апр 2018, 14:59
ПолиАндр
[/quote]
.... для курсовика могут быть любые исходные данные, в том числе и почти бессмысленные - это больше тест на понимание процессов в экструдере...
[/quote]
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Ну примите макс температуру зоны загрузки в 150 (тем-ра расплава) + 20 градусов запаса.
Температура зоны загрузки - градусов 60 - 70.
Теплоемкость воды - ???
Производительность - 100 кг/ч Теплоемкость ПЭНП - ???
"Снять" Вам тепла с зоны загрузки (170 - 60)*теплоемкость ПЭНП*Производительность
Одна сплошная арифметика ...
Хорошо. А как насчет воды для нее какие значения температуры, скорости? Говорили, что 2 м/с слишком много, если я не ошибаюсь, мол у воды уменьшается способность к забору тепла.
По расчетам при скорости 2 м/с, и температурах 90 и 10 (конечная и начальная, соотвественно) у меня получается очень большое значение теплоты, уносимой системой охлаждения, около 3 МВт, это же очень много. Какие цифры здесь неправильны и их нужно поменять?
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Хорошо. А как насчет воды для нее какие значения температуры, скорости? Говорили, что 2 м/с слишком много, если я не ошибаюсь, мол у воды уменьшается способность к забору тепла.
По расчетам при скорости 2 м/с, и температурах 90 и 10 (конечная и начальная, соотвественно) у меня получается очень большое значение теплоты, уносимой системой охлаждения, около 3 МВт, это же очень много. Какие цифры здесь неправильны и их нужно поменять?
Вы уже сами ответили на свой вопрос
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Хорошо. А как насчет воды для нее какие значения температуры, скорости? Говорили, что 2 м/с слишком много, если я не ошибаюсь, мол у воды уменьшается способность к забору тепла.
По расчетам при скорости 2 м/с, и температурах 90 и 10 (конечная и начальная, соотвественно) у меня получается очень большое значение теплоты, уносимой системой охлаждения, около 3 МВт, это же очень много. Какие цифры здесь неправильны и их нужно поменять?
Вы уже сами ответили на свой вопрос
Собственно, я не знаю, на что их менять. Поэтому не соглашусь с Вами.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Ну примите макс температуру зоны загрузки в 150 (тем-ра расплава) + 20 градусов запаса.
Температура зоны загрузки - градусов 60 - 70.
Теплоемкость воды - ???
Производительность - 100 кг/ч Теплоемкость ПЭНП - ???
"Снять" Вам тепла с зоны загрузки (170 - 60)*теплоемкость ПЭНП*Производительность
Одна сплошная арифметика ...
Хорошо. А как насчет воды для нее какие значения температуры, скорости? Говорили, что 2 м/с слишком много, если я не ошибаюсь, мол у воды уменьшается способность к забору тепла.
По расчетам при скорости 2 м/с, и температурах 90 и 10 (конечная и начальная, соотвественно) у меня получается очень большое значение теплоты, уносимой системой охлаждения, около 3 МВт, это же очень много. Какие цифры здесь неправильны и их нужно поменять?
Проверил Ваш расчёт, расчётом системы системы охлаждения для профилей и листа. Для 100кг/ч Вы ошиблись ровно на три порядка.
Кстати Новичок прав, в вашей методичке 2-х шнековый экструдер, а на схеме одно-шнековый. Методичка действительно проработана?
Посмотрите л/с.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 04:18
Максим Викторович
3 МВт... Ядерный реактор какой-то... Опять же, я понимаю - у Вас методичка. Но такая величина, как скорость потока воды, также не имеет НИКАКОЙ практической ценности. Нужен параметр "объемный расход теплоносителя", то есть сколько литров воды в единицу времени проходит через охлаждаемый контур. Вы удивитесь, но воды потребуется немного.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 07:39
леха
Сильно извиняюсь что без образования влез в тему и надеюсь что старшие товарищи мои косяки поправят .
Если преподаватель неконкретизировал задачу то и ответ должен быть подобным ( в ключе понимания процесса)- для цилиндра и редуктора водяное ожлаждение исключаем так как это глупый расход энергии . Подтверждаем это цитатой из книжки Криса Р.
Охлаждение изделия :Предположим что экструдер - гранулятор ,стренги охлаждаются в бассейне и удаляются из него с производительностью равной роизводительности шнекового пресса ,вода предположим охлаждается медными трубочками с хладогентом . При таких условиях расчет проще же ?
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 14:01
Максим Викторович
Если отложить Вашу, Лера, методички в сторону, то я бы считал тепловой баланс линии (именно линии на базе одношнекового экструдера по переработке полиэтилена) так. Исходя из производительности, которая Вам известна, и теплоемкости полиэтилена, приняв разницу температур полиэтилена порядка 120 градусов (разница между температурой расплава (150 градусов) и температурой, до которой охлаждается расплав в ванне охлаждения стренг (30 градусов)) определяете тепловой баланс. Определяетесь с системой охлаждения (рекомендую просто указать чиллер необходимой мощности) и охлажденную воду подаете изначально на зону загрузки (регулировку температуры можно указать через управляемый запорный клапан или вручную регулируемый байтах), а затем на ванну охлаждения. Тепловыми потерями линии в окружающую среду можете пренебречь, комиссия и так в шоке будет от слова "чиллер".
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
тепловой баланс линии (именно линии на базе одношнекового экструдера по переработке полиэтилена)
Насколько я понял - нужен расчет охлаждения экструдера, а не линии.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 16:23
serj364
Кстати, какое изделие будет производится не написано.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 16:39
леха
. Какое отношение имеет L/D к охлаждению зоны загрузки ? А давление ? А температура расплава ? Мы ж охлаждаем кусок трубы с гранулой .По сути мы нагреваем один конец трубы и охлаждаем другой - воруем энергию у процесса , причем на очень коротком шнеке ,на котором важно успеть расплавить . Тоесть на мой делетанский взгляд на водяное охлажнение зоны загрузки нужно потратить 0 . Нет?
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 16:52
Максим Викторович
Дело в том, что основной отбор тепла в данной линии будет от ванны охлаждения, а расход воды на охлаждение зоны загрузки в данном случае принебрежимо мал и не зависит от производительности линии. В этом то и парадокс данной задачи с практической точки зрения...
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Дело в том, что основной отбор тепла в данной линии будет от ванны охлаждения, а расход воды на охлаждение зоны загрузки в данном случае принебрежимо мал и не зависит от производительности линии. В этом то и парадокс данной задачи с практической точки зрения...
Если перечитать с начала темы, то Лера до сих пор так и не ответила, что конкретно ей нужно посчитать и в чем загвоздка. А преподаватель накидывает еще кучу разных непонятных вводных, пытаясь подтолкнуть ее к рассмотрению не формулы на которой она зациклилась, а самого процесса и его понятия.
Все это мне напоминает:
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
. Какое отношение имеет L/D к охлаждению зоны загрузки ? А давление ? А температура расплава ? Мы ж охлаждаем кусок трубы с гранулой .По сути мы нагреваем один конец трубы и охлаждаем другой - воруем энергию у процесса , причем на очень коротком шнеке ,на котором важно успеть расплавить . Тоесть на мой делетанский взгляд на водяное охлажнение зоны загрузки нужно потратить 0 . Нет?
Уважаемый леха! Наше желание помочь студентки похвально, но у девушки каша в голове, а глупой выглядеть не хочется. Поэтому и пояснить ничего не может. И экструдер живой она не видела. Не понимает где полимер, а где
Перечитай формулировку вопроса:
Пишу курсовой проект по переработке полимеров, в частности экструзией, и при проведении расчетов столкнулась с рядом проблем, вызывающих такие вопросы:
-каково давление в цилиндре экструдера, расчеты провожу при температуре расплава 150 градусов, преподаватель говорит, что здесь должно быть повышенное давление, т.к. охлаждающая жидкость при таких температурах просто напросто моментально испарится и ни о каком охлаждении речь не пойдет, искала характеристики экструдеров, но нашла только то, что давление колеблется от долей до ста МПа -каковы начальная и конечная температура жидкости при повышенном давлении
.... и физику в школе мы тоже не учили. Недавно спрашиваю жену: Коллеги на форуме пишут, что теперь на экзаменах задают вопросы чем отличается ПЭ от ПП. А Вы с директором ТАРКЕТА такие же вопросы задаёте. Ответ: Да задаём, но уже боимся ответа!
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
- Как называется прибор для измерения тока? Студент - глядь в шпаргалку.
- Амперметр.
- Правильно. А как называется прибор для измерения напряжения? Студент в
шпаргалку, а преподаватель его по руке хлоп.
- ЭЭЭ...Ну...Это...Напряжометр! Препод - в шпаргалку, а студент - его по руке.
- Хм. Правильно!
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 17:24
ПолиАндр
А можно Ув. Тохе сразу много лайков поставить....очень хочется....
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
А можно Ув. Тохе сразу много лайков поставить....очень хочется....
Присоединяюсь! Очень хочется...
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 19:44
леха
Из условий задачи можно предположить что преподаватель поставил задачу охладить зону дозирования( или весь шнек) . Возможно ненужно мудрить ,а тупо пересчитать воздушное охлаждение на водяное ...просто цифры ...тупо перевести из воздуха в воду,а давление и расходом пусть котлонзор парится ( это для препода) .Но как ? Логично что компрессионный квадратный шнек будет активным и будет выделяются избыточное тепло . Сколько ? При заданной производительности ,диаметре и длинне шнека это сколько и является неизвесным ,которое невозможно рассчитать ( или возможно ). Но . Если это сколько взять из реальных ,примерных ,данных из практики на таком шнеке то невозможное станет возможным и коллективный разум сможет получить пятерку при любых закидонах преподавателя . Неужели нам всем препод неуд сможет влепить ? Как бы уже дело престижа помочь идеальную курсовую написать . Еслиб можно было жизнь заново начать ,то получил бы вышку по сабжу и наверное стал бы преподом чтоб ставить задачи которые реально стали бы стимулировать студентов к пониманию процесса . Вобщем если барышня двойку получит то это наша общая двойка , можно ржать о аспектах ,образования ,но вот реальный шанс изменить ситуацию для одного конкретного студента . Отмолчимся или конкурс устроим на лучшую курсовую ? Жаль что я глупый и не смогу наверное принять участие .
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Вобщем если барышня двойку получит то это наша общая двойка , можно ржать о аспектах ,образования ,но вот реальный шанс изменить ситуацию для одного конкретного студента . Отмолчимся или конкурс устроим на лучшую курсовую ? Жаль что я глупый и не смогу наверное принять участие .
Я тоже глупый, но молчать не люблю А шанс появится, если барышня того захочет. Пускай сформулирует условия задачи, и конкретно укажет, что нужно вычислить и получить на выходе.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 22:41
sedoykornet
леха, я понимаю что за Державу обидно.
На помощь как всегда пришёл Великий Интернет.
Преподаватель у Леры кандидат наук Литвинец Ю.И. и он дал им старую методичку изданную в2010г. Екатеринбурге В Уральском Лесотехническом Университете. В новой же методичке за 2015г. изд. в г.Магнитогорске в Университете им.Носова все решения есть в качестве примеров с ответами смотреть ниже. Думаю что он упорно наталкивал свою студентку на поиск доп. информации и самостоятельного изучения материала.
скриншоты решений по производительности и давлению, а что с водой я так и не понял. Тепловой баланс (для 18град в цеху) около 15-16кВТ/ч.
Re: Давление в цилиндре экструдера, температура продукта и охлаждающей жидкости.
Добавлено: 04 апр 2018, 22:43
sedoykornet
Как-то так, остаётся перекатать. Но курсовой она же не просила написать.
Кстати данные по производительности у неё не правильно 94,9 не пройдёт. Ответ 115,8кг. 15% большая погрешность.
Да и по давлению всё есть надо только поменять данные в примере с 190град на 150град.
- это больше тест на понимание процессов в экструдере... 
А шанс появится, если барышня того захочет. Пускай сформулирует условия задачи, и конкретно укажет, что нужно вычислить и получить на выходе.