Переработка одноразовых шприцов (стр. 10 из 18)
Безвозвратные потери составили 0,5%
Безвозвратные потери составили 0,0055 т
Постадийный материальный баланс (Таблицы 2.2-2.8)
Таблица 2.2 - Транспортировка и хранение
| Приход, т | Расход, т |
| Отходы: 1,0916 | Отходы: 1,0861Безвозвратные потери 0,0055 |
| Итого: 1,0916 | Итого: 1,0916 |
Таблица 2.3 - Дробление
| Приход, т | Расход, т |
| Отходы: 1,1011 | Дробление: 1,0846Общие потери 0,0310Безвозвратные потери 0,0165 |
| Итого: 1,1011 | Итого: 1,1011 |
Таблица 2.4 - Мойка
| Приход, т | Расход, т |
| Дроблёнка: 1,0846 | Промытая дроблёнка: 1,0412 Безвозвратные потери 0,0434 |
| Итого: 1,0846 | Итого: 1,0846 |
Таблица 2.5 - Сушка
| Приход, т | Расход, т |
| Промытая дроблёнка: 1,0412 | Просушенная дробленка: 1,0360Безвозвратные потери 0,0052 |
| Итого: 1,0412 | Итого: 1,0412 |
Таблица 2.6 - Экструдирование
| Приход, т | Расход, т |
| Просушенная дроблёнка: 1,0036 | Гранулят: 1,0050Общие потери 0,0310Возвратные потери 0,0100Безвозвратные потери 0,0210 |
| Итого: 1,036 | Итого: 1,036 |
Таблица 2.7 - Контроль качества
| Приход, т | Расход, т |
| Гранулят: 1,0050 | Готовое изделие: 1,0000Безвозвратные потери 0,0050 |
| Итого: 1,0050 | Итого: 1,0050 |
Таблица 2.8 - Сводный материальный баланс
| Приход, т | Расход, т |
| Сырье 1,1066 | Готовое изделие: 1,0000 |
| Безвозвратные потери: | |
| Транспортировка 0,0055 | |
| Дробление 0,0165 | |
| Мойка 0,0434 | |
| Сушка 0,0052 | |
| Экструдирование 0,0021 | |
| Возвратные потери: | |
| Экструдирование 0,0100 | |
| ОТК 0,0050 |
2.4.2 Расчет производительности экструдера
Таблица 2.9 - Исходные данные
| Параметр | Обозначение | Значение | |
| Экструдируемый материал | Полиэтилен + полипропилен | - | |
| Диаметр червяка, см | D | 6,3 | |
| Отношение длины червяка к диаметру |  | 30 | |
| Общая длина червяка, см | Lобщ=30D | 189 | |
| Длина зоны дозирования, см | Lдоз=15D | 94,5 | |
| Длина зоны питания, см | Lпит=4D | 25,2 | |
| Длина зоны пластикации, см | Lпласт=6D | 37,8 | |
| Шаг винтовой нарезки червяка, см | t=D | 6,3 | |
| Глубина канала, см | hпит | 0,6 | |
| Степень сжатия материала в зоне дозирования | k | 2,5 | |
| Частота вращения шнека, об/мин | N | 45 | |
Примем глубину канала hпит=6мм. Для определения ширины гребня винтовой нарезки е воспользуемся формулой (2.1):
e=0,lD, (2.1)
где D-диаметр червяка
е =
=0,63 см,Вычислим
- зазор между гребнем червяка и цилиндром по формуле 
=0,004 
, (2.2)где D-диаметр червяка
Рассчитаем угол подъема винтовой нарезки на гребне червяка по формуле (2.3):
= arctg 
, (2.3)где t-шаг винтовой нарезки червяка, см
D-диаметр червяка.
Рассчитаем глубину канала в зоне дозирования по формуле (2.4) (для дальнейших расчетов шнека все метрические значения берем в сантиметрах):
(2.4)где D-диаметр червяка;
hпит-глубина канала;
к - коэффициент сжатия в зоне дозирования - К = 2,5 (для гранулированного сырья).
.По расчетам получилось 3мм < 6мм, условие hдоз <hпит соблюдено, расчет оставляем. Рассчитаем величину прямого потока по формуле (2.5):
(2.5)где D-диаметр червяка, см; hдоз - глубина канала в зоне дозирования, см; е-ширина гребня винтовой нарезки, см; t - шаг винтовой нарезки червяка, см;
-угол подъема винтовой нарезки, см; N-частота вращения шнека, об/мин. 
Рассчитаем величину обратного потока по формуле (2.6):
(2.6)Для того что бы рассчитать Qобр нужно рассчитать
по формуле (2.7): 
(2.7)где hдоз - глубина канала в зоне дозирования, см;
е-ширина гребня винтовой нарезки, см;
t - шаг винтовой нарезки червяка, см;
-угол подъема винтовой нарезки, см;Lдоз - длина зоны дозирования, см
Для определения эффективной вязкости расплава в винтовом канале червяка экструдера рассчитаем скорость сдвига
по формуле (2.8). 
(2.8)где hдоз - глубинa канала в зоне дозирования, см
N-частота вращения шнека, об/мин.
D-диаметр червяка, см;
При дальнейших расчетах при определении эффективной вязкости расплава будем пользоваться диаграммой приведенной на рисунке 2.6 [21].
По графику зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига, находим значение эффективной вязкости при t=230°C
γ=44,7 c-1; µэф= 2,3 ∙ 10-2 кг с/см2;
(2.9) 
=1,72∙10-3 ∙ρ;Qобр1= 1,72∙10-3 ∙ 80 =0,137 см3/с
Qобр2= 1,72∙10-3 ∙ 90 =0,154 см3/с
Qобр3= 1,72∙10-3∙100 =0,172 см3/с
Qобр4= 1,72∙10-3∙110 =0,189 см3/с
Qобр5= 1,72∙10-3∙120 =0, 206 см3/с
Qобр6= 1,72∙10-3∙130 =0,223 см3/с
Полученные данные сведем в таблицу 2.10
Таблица 2.10 - Значения величины обратного потока от давления экструдера
| Показатель | Значение | |||||
| Р, атм | 80 | 90 | 100 | 110 | 120 | 130 |
| Qобр, см3/с | 0,137 | 0,154 | 0,172 | 0,189 | 0, 206 | 0,223 |
Рассчитаем величину потока утечки по формуле (2.10):
(2.10) 
Рисунок 2.6 - График зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига
Для того чтобы рассчитать величину потока утечки рассчитаем градиент скорости по формуле (2.11):
; (2.11) 
; (2.12) 
При дальнейших расчетах при определении эффективной вязкости расплава в зазоре будем пользоваться диаграммой 1.
Температура переработки композиции
tплав=230°С, γ'утеч=445 сек-1 µγ=3,75∙10-3 
Далее можно рассчитать величину потока утечки принимая давление создаваемое экструдером от 80-130 атм. (шаг 10 атм). Рассчитаем Qутеч по формуле (2.13)
(2.13)Qутеч1=0,84∙10-4 ∙ 80 = 0,0067 см3/с
Qутеч2=0,84∙10-4 ∙ 90 = 0,0075 см3/с
Qутеч3=0,84∙10-4 ∙ 100 = 0,0084 см3/с
Qутеч4=0,84∙10-4 ∙ 110 = 0,0092 см3/с
Qутеч5=0,84∙10-4 ∙ 120 = 0,0100 см3/с
Qутеч6=0,84∙10-4 ∙ 130 = 0,0109 см3/с
Полученные данные сведем в таблицу 2.11
Таблица 2.11 - Значения величины потока утечки при различных давлениях
| Р, атм | 80 | 90 | 100 | 110 | 120 | 130 |
| Qутеч, см3/с | 0,0067 | 0,0075 | 0,0084 | 0,0092 | 0,0100 | 0,0109 |
Пластификационная производительность экструдера определяется по формуле (2.14)
Q=Qпр - Qобр - Qутеч (2.14)