(a(b)燃托旋旅螺杆熊转方向方向转方向爆汗广轴向福螺淀方向图6-7螺相中固体输送的理想模型（a）和固体寒移动速度的失量图（b）Fs=PfsAsFbz=Fbcos Φ = P fbAb cos Φ当Fs=Fbz=0，物料不发生任何运动当Fs>Fbz，物料随螺杆移动，也不发生轴向运动只有当Fbz>Fs才发生运动这就说明固体塞的运动受到摩擦力的控制因此正确控制摩擦力可提高固体输送段的送料能力输送能力的计算(a)b图6-8蝶杆的晨开图（a）和固体塞移动距高的计算（b）挤出机加料段的送料能力用送料量Q表示，其值应为螺杆一个螺槽的容积V与送料速度Va的乘积，即：Q=VVa=J/4[D2-(D-2h)2]VaVa=l.NQ=2Dh(D-h)Ntg@tgΦ/(tg0+tgΦ)0≤0≤90a为增大送料量，则Dt，hl，fst，fblΦ1使tgotgΦ/tgo+tgΦ）最大熔化(相迁移)过程熔化区内既存在固体料又存在熔融料流动与输送中物料有相变化发生塑料在挤出机中的熔化主要是在压缩段完成的，因而可以研究塑料在该段由固体转变为熔体的过程和机理。温度和转矩与塑炼时间的关系
Fs=P fsAs Fbz=Fbcos Φ = P fbAb cos Φ 当 Fs = Fbz =0，物料不发生任何运动 当 Fs >Fbz , 物料随螺杆移动, 也不发生轴向运动 只有当 Fbz > Fs 才发生运动 这就说明固体塞的运动受到摩擦力的控制 因此正确控制摩擦力可提高固体输送段的送料能力 输送能力的计算 挤出机加料段的送料能力用送料量 Q 表示，其值应为螺杆 一个螺槽的容积 V 与送料速度 Va 的乘积, 即： Q = V·Va = л/4[D2-(D-2h)2] Va Va＝l · N Q = л2Dh(D-h)N tgθtgф/ (tgθ+tgф) 0≤θ≤90° 为增大送料量，则 D￪, h￪, fs￬, fb￪, ф ￪使 tgθtgф/(tgθ+tgф)最大 熔化(相迁移)过程 熔化区内既存在固体料又存在熔融料 流动与输送中物料有相变化发生 塑料在挤出机中的熔化主要是在压缩段完成的，因而可以研究塑料在该段由固体转变为熔体 的过程和机理。 温度和转矩与塑炼时间的关系
M物料溢度转柜MoM++tAtatctD塑炼时间，分图6-9聚氧乙烯塑炼时料温与机械功和塑炼时间的关系（1)在料温和摩擦热作用下，粒子表面最早溶化并发生粘结，表面破坏；聚合物分子热运动加速，粒子开始膨胀，这时所对应时间为tA，转矩最小为MA。(2)随塑炼时间增大，热量增加使温度上升，物料粘度增大，以至到时间tB时机械功增至最大值MB。（3）温度进一步升高，塑料熔融加速，粘度减小，并逐渐转化为螺秆挤压作用下的粘性流动，螺杆转矩下降，达到时间tC，物料与粘度都达均一平衡状态；(4)当塑炼时间到达tD时，塑料出现热机械阵解与交联，机械功和温度又有所上升。熔化过程的实验研究均化段山部熔装TA熔区(a)螺打烧机(6)挤出方向C加料区周体床下部齐膜A螺托转动方向加料礼(2)一个螺槽中固体物科的熔化过程
(1)在料温和摩擦热作用下，粒子表面最早溶化并发生粘 结，表面破坏; 聚合物分子热运动加速，粒子开始膨胀， 这时所对应时间为 tA，转矩最小为 MA。 (2)随塑炼时间增大，热量增加使温度上升，物料粘度增 大，以至到时间 tB 时机械功增至最大值 MB。 (3)温度进一步升高，塑料熔融加速，粘度减小，并逐渐 转化为螺秆挤压作用下的粘性流动，螺杆转矩下降，达 到时间 tC，物料与粘度都达均一平衡状态； (4)当塑炼时间到达 tD 时，塑料出现热机械阵解与交联， 机械功和温度又有所上升。 熔化过程的实验研究 (2)一个螺槽中固体物科的熔化过程
母尚1螺杆图6-11同体物料在螺槽中的熔磁过程1一烘膜！2一熔池，3一迁移面，4一熔的固体粒子5一未熔绪的固体粒子注意：熔化作用是熔体膜和固体床的分界面上发生的而不是在书上所说的主要在迁移面发生的，尽管在迁移面上也有熔化从图中可看出：(1)与料简表面接触的固体粒子由于料筒的传导热和摩擦热的作用，首先熔化，并形成一层薄膜，称为熔膜。(2)这些不断熔融的物料，在螺杆与料筒的相对运动的作用下，不断向螺纹推进面汇集，形成旋涡状的流动区，称为熔池（3）在熔池的前边充满着受热软化和半熔融后粘结在一起的固体粒子和尚未完全熔结和温度较低的固体粒子，这两种粒子统称为固体床.(4)熔融区内固相与液相的界面称为迁移面随着塑料往祝头方向的输送，熔融过程逐渐进行.自熔融区始点（相交点）A开始，固相宽度逐渐减少，液相宽度则逐渐增加，直到熔化区终点（相变点）B，固相宽度就减小到零。螺槽的整个宽度内均将为熔融物充满。从熔化开始到固体床的宽度降到零为止的总长，称为熔化长度。般讲熔化速率越高则熔化长度越短：反之就越长。在熔化区域中，固体床沿挤出方向逐渐减小。从上述的熔化实验研究可知：（1）塑料的整个熔化过程是在螺杆熔融区进行的（2）沿挤出方向固体床宽度遂渐减小直到为零，其减小部分被熔融所占有（3）沿挤出方向固体床厚度逐渐减小直到为零，其减小部分形成熔膜(4)熔化作用发生在熔膜和固体床的界面上，有一部分发生在固相与熔池的迁移面.3.熔化理论的物理模型假设：（1）挤出过程是稳定的，即在挤出过程中螺杆上某一螺槽内的分界面位置固定不变（2）整个因相为均匀连续体：(3)塑料的熔融温度范围较窄，因此固液相之间的分界面比较明显；(4)螺槽与固相的横断面都是矩形的
注意: 熔化作用是熔体膜和固体床的分界面上发生的, 而不是在书上所说的主要在迁移面发生的,尽管在迁移面上也有熔化. 从图中可看出: (1)与料简表面接触的固体粒子由于料筒的传导热和摩擦热的 作用，首先熔化，并形成一层薄膜，称为熔膜. (2)这些不断熔融的物料，在螺杆与料筒的相对运动的作用下，不断向螺纹推进面汇集，形 成旋涡状的流动区，称为熔池. (3)在熔池的前边充满着受热软化和半熔融后粘结在一起的固 体粒子和尚未完全熔结和温度较低的固体粒子, 这两种粒子统 称为固体床. (4)熔融区内固相与液相的界面称为迁移面 随着塑料往祝头方向的输送，熔融过程逐渐进行.自熔融区始点(相交 点)A 开始，固相宽度逐渐减少，液相宽度则逐渐增加，直到熔化区终 点(相变点)B，固相宽度就减小到零。螺槽的整个宽度内均将为熔融物 充满。从熔化开始到固体床的宽度降到零为止的总长，称为熔化长度。 一般讲熔化速率越高则熔化长度越短；反之就越长。在熔化区域中， 固体床沿挤出方向逐渐减小。 从上述的熔化实验研究可知： (1)塑料的整个熔化过程是在螺杆熔融区进行的 (2)沿挤出方向固体床宽度逐渐减小直到为零,其减小部分被熔融所占有 (3)沿挤出方向固体床厚度逐渐减小直到为零,其减小部分形成熔膜 (4)熔化作用发生在熔膜和固体床的界面上,有一部分发生在固相与熔池的迁移面. 3. 熔化理论的物理模型 假设： (1)挤出过程是稳定的，即在挤出过程中螺杆上某一螺槽内的分界面位置固定不变. (2)整个因相为均匀连续体； (3)塑料的熔融温度范围较窄，因此固液相之间的分界 面比较明显； (4)螺槽与固相的横断面都是矩形的
旺/冰道tip螺精深（h），厘米螺杆【膜|固体床|斑|抖简熔体输送理论以Q1代表送料段的送料速率，Q2代表压缩段的熔化速率，Q3代表均化段的挤出速率，如果Q1<Q2<Q3.这时挤出机就处于供料不足的操作状态，生产不正常；假如Q1>Q2>Q3，操作稳定；但三者之间不能相差太大，否则均化段压力太大，出现超负荷，操作也会不正常。熔体在均化段的流动包括四种主要形式：(1)正流是物料沿螺槽方向（z方向）向机头的流动，这是均化段熔体的主流，是拖电流动，它起挤出物料的作用；(2)逆流沿螺槽与正流方内相反（一z方向）的流动，它是由机头口模、过滤网等对料流的阻碍所引起的反压流动，它将引起挤出生产能力的损失正流和逆流的综合称为净流，是汇流和逆流的种速度的代数和(3)横流物料沿X轴和Y轴两方向在螺槽内往复流动，也是螺杆旋转时螺杨的推挤作用和阻挡作用所造成的，仅限于在每个螺槽内的环流，对总的挤出生产率影响不大，但对于物料的热交换、混合和进一步均匀塑比影响很大（4）漏流物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向往料斗方向的流动、它头和门模等对物料的阻力所产生的反压流动，由于螺杆和料筒间的间隙很小，故在一般情况下漏流流率要比正流和逆流小很多。--C川(d)(e)图7-14螺槽内熔体的儿种流动(a)正流）道酒（e）净流（d）横流（e）漏流1机筒2螺杆
熔体输送理论 以 Q1 代表送料段的送料速率，Q2 代表压缩段的熔化速率， Q3 代表均化段的挤出速率, 如果 Q1＜Q2＜Q3．这时挤出 机就处于供料不足的操作状态，生产不正常; 假如 Ql＞Q2＞Q3，操作稳定; 但三者之间不能相差太大，否则均化段压力太大，出现 超负荷，操作也会不正常。 熔体在均化段的流动包括四种主要形式： (1)正流 是物料沿螺槽方向(z 方向)向机头的流动，这是均化段熔体的主流，是拖电流动， 它起挤出物料的作用； (2)逆流 沿螺槽与正流方内相反(—z 方向)的流动，它是由机头口模、过滤网等对料流的 阻碍所引起的反压流动，它将引起挤出生产能力的损失 正流和逆流的综合称为净流，是汇流和逆流的种速度的代数和 (3)横流 物料沿 X 轴和 Y 轴两方向在螺槽内往复流动，也是螺杆旋转时螺杨的推挤作用和 阻挡作用所造成的，仅限于在每个螺槽内的环流，对总的挤出生产率影响不大．但对于物料 的热交换、混合和进一步均匀塑比影响很大 (4)漏流 物料在螺杆和料筒的间隙沿着螺杆的轴向往料斗方向的流动、它头和门模等对物 料的阻力所产生的反压流动，由于螺杆和料筒间的间隙很小，故在—般情况下漏流流率要比 正流和逆流小很多
挤出机的生产率Q=QD-QP-QL均化段熔体输送理论作如下假定：(1)进入均化段的物料是全部熔融塑化的等温牛顿流体(2)在流动过程中无粘度和密度的变化，流动是稳定状态下的层流，流体是不可压缩的，（3）螺槽为矩形的，该段螺槽宽度与深度之比大于10，如果螺槽很浅，对物料流动影响不大。21212nEL式中—一挤出机的生产率，cm/s：D螺杆直径，cmi螺杆转速，r/s;2H均化段螺槽深度，cm;0—螺旋角；熔体粘度，Pas:Ap—均化段料流的压力降，Pa;L-均化段长度，cm;8-螺杆与料筒的间隙，ctmn；E螺校宽度，cm;螺杆偏心校正系数，理想状态：E=1，实际使用：E=1.2e一般漏流值不大，计算时可以略去四、螺杆和机头的特征曲线与挤出机生产率的关系1.螺杆特性曲线均化段熔融塑料流动方程式Q=AN-BP/n当N一定时，Q与P成直线关系。不同的转速N，就可得到Q-P的系列的平行直线。这些平行直统称为“螺杆特性曲线”2.塑料熔体（假定为牛顿液体）通过机头和口模时的体积流率可用以下流动方程简单表示：Q= K △P/nK为阻力常数，对圆形口模：K=JD2/[128L+4D)]对环形口模：K=C平均t3/12L对狭缝形口模：K=Wt3/L螺杆和机头（口模）的特性曲线螺杆转速/口楼尺寸Z2（）用C杭挤出压力（P），公斤/厘来2图6-15螺杆口模特性曲线螺杆转遮NN<N<N口模尺寸DD<D
挤出机的生产率 Q=QD-QP-QL 均化段熔体输送理论作如下假定： (1)进入均化段的物料是全部熔融塑化的等温牛顿流体 (2)在流动过程中无粘度和密度的变化，流动是稳定状态 下的层流, 流体是不可压缩的， (3)螺槽为矩形的，该段螺槽宽度与深度之比大于 10，如 果螺槽很浅, 对物料流动影响不大。 一般漏流值不大，计算时可以略去 四、螺杆和机头的特征曲线与挤出机生产率的关系 1.螺杆特性曲线 均化段熔融塑料流动方程式 Q＝AN-BP/η 当 N 一定时， Q 与 P 成直线关系。不同的转速 N，就可得到 Q-P 的系列的平行直 线。这些平行直统称为“螺杆特性曲线” 。 2. 塑料熔体(假定为牛顿液体)通过机头和口模时的体积流率可用以下流动方程简单表示： Q = K ΔP/η K 为阻力常数，对圆形口模：K = лD2/[128(L+4D)] 对环形口模: K = C 平均 t3/12L 对狭缝形口模：K = Wt3/L 螺杆和机头(口模)的特性曲线