Blocchi di impasto per estruso a vite gemelle co-rotazione (1)

Gli estrusori a doppia vite co-rotazione completamente intermeding sono in genere gestiti in modalità alimentata a muoversi. Ciò significa che il throughput è governato da un'unità di dosaggio esterna che alimenta il materiale nella zona di aspirazione. Di conseguenza, le grandi proporzioni delle viti sono parzialmente riempite (Rauwendaal.2014). Tuttavia, le regioni completamente riempite si trovano in zone che consumano pressione come elementi di dotatura, blocchi impasti e madio di estrusione situati sulla punta della vite. Per garantire che si trovino anche regioni di elaborazione continua pienamente riempita, prima che le zone che consumano pressione forniscono una pressione sufficiente costringendo il materiale attraverso l'estrusore.

La modellazione dell'estrusione di cotazioni di cotazioni gemelle si concentra principalmente sulle regioni completamente riempite. Il parametro più critico è il VDRAG di capacità di flusso di trascinamento dei rispettivi elementi a vite. Se il rate di flusso V è superiore alla capacità di flusso di trascinamento, la sezione estrusore sarà piena di pressione e consumo di pressione. Se il throughput è inferiore alla capacità di flusso di trascinamento, la sezione dell'estrusore verrà riempita parzialmente o si trova proprio prima di una sezione che richiede una pressione e quindi sarà piena di completamente. La prima discussione fondamentale sui meccanismi di flusso in Erdmenger (1964) è stata presentata da Erdmenger (1964). Denson e Hwang (1980) hanno fornito relazioni di pressione lineare per gli elementi di trasporto completamente riempiti di un flusso newtoniano, che è stato migliorato da diversi autori (EG, Szydlowski e White, 1987a; Booy, 1980; Sporkmann e Schöppner, 2019).


Gli studi presentati sopra sono limitati al trasporto di elementi, mentre i blocchi impasti hanno raggiunto notevolmente meno attenzione. Tuttavia, sono responsabili dello scioglimento, della dispersione e dell'omogeneizzazione degli ingredienti e quindi costruiscono il cuore di un estrusore a doppio vite co-rotazione. Una delle prime analisi meccanicistiche è stata presentata da Eise et al. (1983). Successivamente, sono stati sviluppati diversi approcci per prevedere la relazione di pressione di throughput dei dischi (Szydlowski et al., 1987b; Potente et al., 1999, 2001). Tutti questi modelli si trovano ad affrontare diversi problemi come l'uso di una rappresentazione piatta del canale di flusso, ignorando il flusso nella regione di intermeshing e la semplificazione dei blocchi impasti che trasmettono elementi, che sono stati affrontati conducendo esperimenti di caratterizzazione a vite speciali (Eitzlmayr et al, 2013; Kohlgrüber, 2020). Inoltre, le simulazioni a flusso tridimensionale (Lewandowski e Wilczynski, 2017; Bauer et al., 2021; Stritzinger et al., 2021) sono un potente strumento che offre approfondimenti profondi nei modelli di flusso complessi.

In questo lavoro, analizziamo la capacità di flusso di trascinamento del flusso di fusione del polimero attraverso blocchi impasti e presentiamo un approccio ibrido che produce un modello di regressione simbolica generalizzata senza dimensioni. Questo nuovo modello per la prima volta consente di prevedere analiticamente la capacità di flusso di trascinamento tenendo conto della geometria tridimensionale completa senza la necessità di semplificazioni geometriche. Uno schema della nostra procedura di lavoro è riportato in Fig. 2. Innanzitutto, abbiamo analizzato il problema e le equazioni di governo. Quindi abbiamo applicato la teoria della somiglianza che identifica i caratteristici parametri di influenza senza dimensioni, che costruiscono la base per lo studio tridimensionale di elementi finiti tridimensionali guidati. Infine, abbiamo sviluppato un modello di regressione simbolica utilizzando i dati simulati come input.