短玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料生產(chǎn)的單螺桿擠出成型計(jì)算過程案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u10458短玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯材料生產(chǎn)的單螺桿擠出成型計(jì)算過程案例綜述 [14]。圖3.5螺桿特性曲線（1）均化段黏度的計(jì)算注意式（3.6）中有兩個(gè)粘度需要進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算要根據(jù)表觀粘度和剪切速率的關(guān)系進(jìn)行。螺槽中的剪切速率：（3.10）式中：D—螺桿直徑，12cm；n—螺桿轉(zhuǎn)速，28r/min，即0.47r/s；H3—計(jì)量段(均化段)螺桿深度，0.36cm。將上述值帶入式（3.10）中，得=49.22s-1。螺桿間隙剪切速率：（3.11）式中：δ—螺桿間隙剪切速率，0.017cm；n—螺桿轉(zhuǎn)速，28r/min，即0.47r/s；D—螺桿直徑，12cm。將上述值帶入式（3.11）中，得=1042.27s-1。得到與的值后，可以通過圖3.6得到相應(yīng)η1和η2的值圖3.6聚丙烯表觀粘度與剪切速率關(guān)系圖當(dāng)=49.22s-1，=1042.27s-1時(shí)，可分別得到η1=1232.11Pa·s，η2=164.61Pa·s。此時(shí)（3.12）1.4.2口模特性曲線到達(dá)螺桿均化段的熔體已是完全塑化、具有一定壓力和溫度均勻的塑料熔體。在螺桿的輸送推進(jìn)下，直接（或流經(jīng)分流板和濾網(wǎng)）被擠入機(jī)頭。假定熔體為牛頓型流體，當(dāng)其通過機(jī)頭時(shí)，其流動(dòng)方程為：（3.13）式中：Q—通過口模的體積流量，m3/s；KQ—口模形狀系數(shù)，其選取參看表3.9；ΔP2—口模壓力降，Pa；η3—機(jī)頭中熔料的粘度，Pa·s。將式（3.13）在Q-p坐標(biāo)上作圖，得到通過原點(diǎn)的直線，其斜率為K/η，如圖3.7所示，圖中的直線是熔體為牛頓型時(shí)的口模特性曲線，為非牛頓流體時(shí)為曲線。不同的直線代表不同的口模，對于給定的口模，壓力越高，流過口模的流量越大。圖3.7口模特性曲線（1）口模形狀系數(shù)KQ的確定口模形狀系數(shù)可以采用測量的方法求出，當(dāng)Q、ΔP和η已知，即可求出K。同時(shí)也可用查表的方法得到，如表3.9列出幾種常用口模的形狀系數(shù)。表3.9幾種常用口模形狀系數(shù)口模形狀口模形狀系數(shù)/K圓形πd4/[0.8(L+4d)]縫形bh3/12L環(huán)形1.4Dh3/L其中，L—口模平直部分長度，cm；b—縫形口模寬度，cm；d—圓形口模具直徑，cm；h—縫形口模厚度或圓環(huán)厚度，cm；D—環(huán)形口模平均直徑，cm。對于縫形口模，（3.14）所以此時(shí)（3.15）（2）口模中熔體剪切速率的確定下表為常見口模流道的剪切速率計(jì)算公式：表3.10常見口模流道值口模形狀口模形狀系數(shù)/K圓形32Q/(πd3)縫形6Q/bh2環(huán)形6Q/[t2(πd+t)]其中，Q—通過口模的物料體積流量，m3/s；L—口模平直部分長度，cm；b—縫形口模寬度，cm；d—圓形口模具直徑，cm；h—縫形口模厚度或圓環(huán)厚度，cm；對于縫形口模，（3.16）代入數(shù)據(jù)得（3.17）1.4.3擠出機(jī)工作點(diǎn)及生產(chǎn)能力（1）擠出機(jī)工作點(diǎn)口模特性曲線與螺桿特性曲線的交點(diǎn)就是擠出機(jī)的工作點(diǎn)，見圖3.8。當(dāng)螺槽變深或變淺時(shí)，當(dāng)口模開度變大或變小時(shí)，這兩類特性曲線都會(huì)發(fā)生變化，見圖3.9。圖3.8擠出機(jī)工作圖圖3.9螺桿特性曲線及口模特性曲線的變化規(guī)律圖當(dāng)塑料熔體呈假塑性時(shí)，口模特性曲線與螺桿特性曲線都是曲線，曲線的交點(diǎn)仍是擠出機(jī)的工作點(diǎn)，見圖3.10。圖3.10假塑料物料的螺桿特性線和口模特性線為了獲得對質(zhì)量和其它因素產(chǎn)生最為有利的結(jié)果，調(diào)節(jié)操作條件就可移動(dòng)圖3.10中的工作點(diǎn)。對每臺擠出機(jī)，因?yàn)橥弦妨骱蛪毫α骶粸榱悖由盥莶墼谝欢ǔ潭壬蠈μ岣邤D出量有利。但超出此點(diǎn)以后，深螺槽螺桿壓力流的增加大于拖曳流的增加，引起了純產(chǎn)率或流量（Q）的下降。（2）擠出機(jī)生產(chǎn)能力聯(lián)立（3.12）、（3.15）與（3.17）：（3.18）式中Q的單位為m3/s，ΔP的單位為Pa，聚丙烯密度為0.90g/cm3。對于連