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La extrusión es un proceso de producción que utiliza un tornillo para forzar un material a través de un sistema presurizado. Para calcular el rendimiento de un sistema de extrusión, es necesario conocer una serie de valores relacionados con el sistema de presión, las dimensiones de la extrusora y las propiedades del material que pasará por el proceso. El rendimiento de extrusión se calcula restando la presión de flujo volumétrico del sistema de la resistencia al flujo volumétrico.
Paso 1
Determine el valor de las variables que se necesitan para calcular el rendimiento de extrusión. Necesitará conocer el diámetro del tornillo de extrusión, su velocidad (medida en rpm), el ángulo de su espiral y la altura y el ancho de su canal.También necesitará conocer el cambio de presión en el sistema en libras por pulgada cuadrada (psi), la viscosidad de su material y la longitud de todo el canal de extrusión. Consulte el enlace a continuación para obtener una representación visual de cada una de estas medidas.
Paso 2
Determina el índice de la ley de potencia de la sustancia que estás usando. Si no conoce este índice para un polímero plástico, puede consultar la tabla 4.2 en la página 46 del libro de Giles, Wagner y Mount: "Extrusión, la guía y manual de procesamiento definitivo".
Paso 3
Calcule la resistencia del flujo volumétrico newtoniano del sistema. Multiplique las siguientes variables: ancho del canal, profundidad del canal, velocidad del tornillo, diámetro del tornillo y el coseno del ángulo de la espiral del tornillo. Multiplique el resultado por la constante pi (aproximadamente 3,14) y divida el resultado por 2. Esta ecuación proporciona una estimación de la resistencia del flujo volumétrico para un fluido newtoniano en su sistema de extrusión.
Paso 4
Corrija la resistencia del flujo volumétrico newtoniano de su sustancia, para una naturaleza no newtoniana. Sume 4 a su índice de potencia y divida el resultado por 5. Multiplique ese resultado por la resistencia de flujo volumétrico estimada ya calculada. El resultado será la resistencia del flujo volumétrico a su sistema.
Paso 5
Calcula el flujo de presión newtoniano de tu sistema. Eleve la altura de su canal de extrusión al cubo y multiplique el resultado por el seno del ángulo de la espiral del tornillo, el ancho del canal y el cambio de presión en el sistema durante la extrusión. Divida el valor del resultado por la viscosidad del plástico, la longitud de todo el sistema de extrusión y la constante 12. El valor resultante será la estimación newtoniana del flujo de presión del sistema.
Paso 6
Corrija el flujo de presión newtoniano para tener en cuenta la naturaleza no newtoniana de su polímero. Multiplica el índice de la ley de potencia de tu polímero por 2, luego suma 1 para obtener el denominador de la ecuación. Luego multiplique el flujo de presión newtoniana por 3 y luego divida el resultado por el denominador que acaba de calcular. Al hacer esto, obtendrá el verdadero flujo de presión volumétrica de su sistema.
Paso 7
Reste el flujo de presión volumétrica de su sistema de su flujo de resistencia volumétrica. El resultado será el rendimiento de extrusión de su sistema, medido en psi.