Extrusion ist ein Produktionsprozess, bei dem eine Schnecke verwendet wird, um Material durch ein unter Druck stehendes System zu drücken. Um den Durchsatz einer Extrusionsanlage zu berechnen, müssen Sie eine Reihe von Werten kennen, die sich auf die Systemdruck, die Abmessungen des Extruders und die Eigenschaften des Materials, das Sie sind extrudieren. Der Extrusionsdurchsatz wird berechnet, indem der volumetrische Druckfluss des Systems vom volumetrischen Schleppfluss des Systems abgezogen wird.
Bestimmen Sie die Werte für Variablen, die zum Berechnen des Extrusionsdurchsatzes erforderlich sind. Sie müssen den Durchmesser der Extrusionsschnecke, die Schneckendrehzahl gemessen in Umdrehungen pro Minute, den Winkel der Schneckenwendel und die Höhe und Breite des Schneckenkanals kennen. Sie müssen auch die Änderung des Systemdrucks in Pfund pro Quadratzoll, die Viskosität Ihres Materials und die Länge des gesamten Extrusionskanals kennen. Siehe Link unten für eine visuelle Darstellung jeder dieser Messungen.
Bestimmen Sie den Power Law Index für die Substanz, die Sie verwenden. Wenn Sie den Potenzgesetz-Index für ein Kunststoffpolymer nicht kennen, können Sie Tabelle 4.2 auf Seite 46 von Giles, Wagner und Mounts Buch "Extrusion, the Definitive Processing Guide and Handbook" lesen.
Berechnen Sie den Newtonschen volumetrischen Widerstandsfluss des Systems. Multiplizieren Sie die folgenden Variablen miteinander: Kanalbreite, Kanaltiefe, Schneckendrehzahl, Schneckendurchmesser und den Cosinus des Drallwinkels. Multiplizieren Sie dieses Ergebnis mit der mathematischen Konstanten pi (ungefähr 3,14) und dividieren Sie dieses Ergebnis durch zwei. Diese Gleichung liefert eine Schätzung des volumetrischen Widerstandsflusses für eine Newtonsche Flüssigkeit in Ihrem Extrusionssystem.
Korrigieren Sie den Newtonschen volumetrischen Widerstandsfluss für die neunewtonsche Natur Ihrer Substanz. Addiere vier zum Power Law Index deines Polymers und dividiere den resultierenden Wert durch fünf. Multiplizieren Sie dieses Ergebnis mit dem geschätzten volumetrischen Widerstandsstrom, den Sie bereits berechnet haben. Das Ergebnis ist der echte volumetrische Schleppstrom für Ihre Extrusionsanlage.
Berechnen Sie den Newtonschen Druckfluss für Ihr System. Würfeln Sie die Höhe Ihres Extrusionskanals und multiplizieren Sie dieses Ergebnis mit dem Sinus des Schrägungswinkels, der Breite des Kanals und der Änderung des Systemdrucks während der Extrusion. Dividieren Sie den resultierenden Wert durch die Viskosität des Kunststoffs, die Länge des gesamten Extrusionssystems und die Konstante 12. Der resultierende Wert ist die Newtonsche Schätzung des Systemdruckflusses.
Korrigieren Sie den Newtonschen Druckfluss, um die nicht-newtonsche Natur Ihres Polymers zu berücksichtigen. Multiplizieren Sie den Potenzgesetz-Index Ihres Polymers mit zwei und addieren Sie dann eins, um den Nenner für die Gleichung zu erhalten. Als nächstes multiplizieren Sie die Newtonsche Druckflussschätzung mit drei und dividieren dann dieses Ergebnis durch den soeben berechneten Nenner. Dadurch erhalten Sie den wahren volumetrischen Druckfluss für Ihr System.
Ziehen Sie den volumetrischen Druckfluss Ihres Systems von seinem volumetrischen Widerstandsfluss ab. Das Ergebnis ist der Extrusionsdurchsatz für Ihr System, gemessen in Kubikzoll pro Sekunde.