Como calcular a vazão de uma extrusora

Escrito por dan howard | Traduzido por júlia polachini
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Como calcular a vazão de uma extrusora
A extrusão é usada para criar objetos a partir de metais líquidos e plásticos (screw image by Pefkos from Fotolia.com)

A extrusão é um processo de produção que usa um parafuso para forçar um material através de um sistema pressurizado. Para calcular o rendimento de um sistema de extrusão, é preciso saber uma série de valores relacionados com o sistema de pressão, as dimensões da extrusora e as propriedades do material que passará pelo processo. O rendimento da extrusão é calculado subtraindo-se a pressão do fluxo volumétrico do sistema pela resistência do fluxo volumétrico.

Nível de dificuldade:
Moderado

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Instruções

  1. 1

    Determine o valor das variáveis que são necessárias para calcular o rendimento da extrusão. Precisará conhecer o diâmetro do parafuso de extrusão, sua velocidade (medida em rpm), o ângulo de sua espiral e a altura e largura de seu canal. Também precisará conhecer a mudança de pressão no sistema em libras por polegada quadrada (psi), a viscosidade do seu material e do comprimento de todo o canal de extrusão. Veja o link abaixo para uma representação visual de cada uma dessas medidas.

  2. 2

    Determine o índice da lei de potência da substância que está utilizando. Se você não conhece esse índice para um polímero plástico, pode consultar a tabela 4.2 da página 46 do livro de Giles, Wagner e Mount: "Extrusion, the Definitive Processing Guide and Handbook".

  3. 3

    Calcule a resistência do fluxo volumétrico Newtoniano do sistema. Multiplique as seguintes variáveis: largura do canal, profundidade do canal, velocidade do parafuso, diâmetro do parafuso e o cosseno do ângulo da espiral do parafuso. Multiplique o resultado pela constante pi (aproximadamente 3,14) e divida o resultado por 2. Essa equação proporciona uma estimativa da resistência do fluxo volumétrico para um fluido Newtoniano em seu sistema de extrusão.

  4. 4

    Corrija a resistência do fluxo volumétrico Newtoniano de sua substância, para uma natureza não Newtoniana. Adicione 4 ao seu índice de potência e divida o resultado por 5. Multiplique esse resultado pela estimativa da resistência do fluxo volumétrico já calculado. O resultado será a resistência do fluxo volumétrico para o seu sistema.

  5. 5

    Calcule o fluxo de pressão Newtoniana de seu sistema. Eleve ao cubo a altura do seu canal de extrusão e multiplique o resultado pelo seno do ângulo da espiral do parafuso, pela largura do canal e pela mudança de pressão no sistema durante a extrusão. Divida o valor do resultado pela viscosidade do plástico, pelo comprimento de todo o sistema de extrusão e pela constante 12. O valor resultante será a estimativa Newtoniana do fluxo de pressão do sistema.

  6. 6

    Corrija o fluxo de pressão Newtoniana, para considerar a natureza não Newtoniana de seu polímero. Multiplique o índice da lei de potência do seu polímetro por 2 e, então, adicione 1 para obter o denominador da equação. Depois multiplique o fluxo de pressão Newtoniana por 3 e, em seguida, divida o resultado pelo denominador que acabou de calcular. Fazendo isso, estará obtendo o verdadeiro fluxo de pressão volumétrica do seu sistema.

  7. 7

    Subtraia o fluxo de pressão volumétrica do seu sistema pelo seu fluxo de resistência volumétrica. O resultado será o rendimento de extrusão para o seu sistema, medido em psi.

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