Clase de Extrusion Dic 3-2013

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ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

Prof Alexander Franco1/43

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Tipos de extrusión ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

Consulta # 1: En que consiste la extrusión directa, indirecta e hidrostática y cuales son sus principales ventajas y desventajas.

La extrusión directa, también conocida como extrusión delantera. En este caso el metal extruido fluye en la misma dirección que el pistón. Se considera entonces que el lingote se desplaza con respecto a la cámara de compresión durante el proceso, dando como resultado que la presión sea función de la longitud del lingote.


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La extrusión indirecta, El metal fluye en dirección opuesta a la del movimiento del pistón (ver figura ); en este caso el dado se encuentra montado regularmente en un ariete hueco.


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La extrusión hidrostática, Un problema de la extrusión directa es la fricción a lo largo de la interfase tocho-contenedor. Este problema se puede solucionar utilizando un fluido en el interior del contenedor y ponerlo en contacto con el tocho, luego presionar el fluido con el movimiento hacia adelante del pisón, como se muestra en la figura. De tal manera que no exista fricción dentro del recipiente y se reduzca también la fricción en la abertura del dado.


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Tipos de extrusión


Directa Ventajas

Indirecta 





Hidrostática

Reducción del 25 a 30% de la fuerza de fricción, permite la extrusión de largas barras.

 No

Hay tendencia para unala menor extrusión de resquebrajarse o quebrarse porque no hay calor formado por la fricción. El recubrimiento del contenedor durará más debido al menor uso.

requerida. Esta velocidades, finalmente permite mayores proporciones de la reducción más altas y menores temperaturas de la barra.  Usualmente la ductilidad del material disminuye cuando altas presiones son aplicadas.  Largas barras y largas

fricción entre el contenedor y la barra, reduciendo la fuerza

secciones transversales pueden ser extruidas.

Desventajas

 La mayor desventaja de este



proceso es la fuerza requerida en la extrusión de la barra, es mayor que la necesitada en la extrusión indirecta porque la fuerza de fricción introducida por la necesidad de la barra de recorrer completamente el contenedor.




Las impurezas y defectos en la superficie de la barra afectan la superficie de la extrusión. Antes de ser

 Las

usada, la barra debe ser limpiada o pulida con un cepillo de alambres. Este proceso no es versátil como la extrusión directa porque el área de la sección transversal es limitada por el máximo tamaño del tallo

troquel. esto es necesario para formar un sello al principio del ciclo. Usualmente las barras enteras necesitan ser pulidas para quitarles cualquier defecto de la superficie.  Contener el fluido en altas presiones puede ser dificultoso.

barras deben ser preparadas, adelgazado un extremo para que coincida con el ángulo de entrada del

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n ó t s i p l e d n ó i s e r P

Carrera del pistón http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecno-II/

Gráfico de fuerzas requeridas por varios procesos de extrusión.


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Extrusión : Análisis de flujo

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Consulta # 2 : Determinar Expresiones estándar para la salida de un extrusor de tornillo simple. Se debe analizar el flujo de arrastre, el flujo de presión y el flujo de fuga y sumarlos para obtener una expresión total de la salida del extrusor.

Placa en movimiento

Vd

V

D

C

Y

dy A

H

X

B

Ancho del

Z

Canal T

y 0

Placa estacionaria

En la figura 1 se muestran dos placas paralelas separadas por una distancia H y con un flujo viscoso entre ellas. La placa móvil tiene una velocidad Vd.


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Extrusión : Análisis de flujo

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Flujo de arrastre (Qd): Imaginemos un pequeño elemento de fluido, ABCD, a una distancia y de la placa estacionaria. El cambio de flujo volumétrico, dQ, para este elemento, está dado por:

V

D

C T

A

dQ  TVdQ

o

dQ  Vdxdy

(1)

B

Asumiendo que el gradiente de velocidad es lineal, entonces la velocidad del elemento de fluido ABCD está dada por:  Y  V  V d    H 

(2)

Sustituyendo la expresión anterior en la expresión (1) se tiene:  Y  dQ  Vd   dxdy  H 

(3)

e integrando a toda la sección para encontrar el flujo total de arrastre Qd: H T

 Y  Qd  Vd  H  dxdy de donde     0 0 http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

1 Qd  2 THVd

(4) 8/43

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Extrusión : Análisis de flujo ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

Ahora se aplica esta situación de placas paralelas al tornillo de un extrusor. Se puede imaginar al canal del tornillo como un canal similar, excepto que la disposición es en espiral. En la figura 2 se muestran las dimensiones apropiadas y el pequeño elemento de fluido. La camisa simula la placa estacionaria, y el tornillo giratorio, la placa móvil. El elemento de material fluido se halla entre la camisa y el tornillo giratorio. H es ahora la profundidad del canal, T es la distancia perpendicular entre hilos y N es la velocidad del tornillo en revoluciones por segundo.

e

Paso=*D*tan

Velocidad axial Va

H Z

X

T dz

Vd

Vp=*D*N

D Vd

dx

Elemento de fluido


T=ancho del canal del husillo = Angulo de la hélice 9/43

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Paso=*D*tan H D D

e http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Consulta # 3 : Que tipos de modificaciones existen respecto a un husillo estándar, Que diseños existen para tornillos desgasificadores? http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Si consideramos flujo en una dirección Flujo de arrastre

Flujo de presión

Flujo de pérdidas Se puede despreciar

Dirección de avance


Flujo total Q = Qd + QP + QLpérdidas

Hay flujo en dos direcciones (Z y X)



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Flujo de arrastre Qd:

Depende de:

1 1 Qd   2 D 2 HNsen cos    2 D 2 HNsen2 2 4

 Diámetro del tornillo D2 

Rapidez del tornillo N

 Profundidad del canal H  ángulo de hélice y la dirección perpendicular del husillo 

Flujo de presión Qp:  DH 3 sen 2   dP 

Q p 

12 

 dL 

Depende de:  Las dimensiones del tornillo, al depender de la tercera potencia de la profundidad del canal  el gradiente de presión  la viscosidad del fluido


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Flujo de fuga QL:

Q L 

 2 D 2 3

12 e

Depende de:

 dP  tan    dL 

 Diámetro del tornillo D2  el gradiente de presión  la viscosidad del fluido  ángulo de hélice    separación entre hélice y el barril  e espesor de la hélice del husillo

Flujo total QT:

QT  Q d  Q p  QL

  DH 3 sen2     2 D 2 3 1 2 2 dP  QT   D NHsen cos    tan   2 12  12  e dL       DH 3 sen 2   1 2 2 QT   D NHsen cos     2 12    http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Extrusión : Ejercicios Análisis de flujo

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1. El diámetro de un barril extrusor es de 65 mm y su longitud = 1,75 m. El tornillo gira a 55 rev / min. La profundidad del canal del tornillo = 5.0 mm, y el ángulo de trayectoria = 18 °. La presión piezométrica en el troquel en el extremo del barril es 5,0 * 106 Pa. La viscosidad del polímero fundido se da como 100 Pas. Encontrar la tasa de flujo de volumen del plástico en el barril. 2. Un barril extrusor tiene un diámetro de 120 mm y una longitud = 3,0 m. la profundidad del canal del tornillo = 8.0 mm, y un paso = 95 mm. La viscosidad del polímero fundido es de 75 Pas, y la presión piezométrica en el barril es 4,0 MPa. ¿Cuál es la velocidad rotacional del tornillo que se requiere para lograr un gasto volumétrico de 90 cm3 / s? 3. Un extrusor tiene un diámetro de 80 mm y longitud de 2.0 m. su tornillo tiene una profundidad canal de 5 mm, ángulode de 150 trayectoria 18 grados gira a 1 rev/s. el extrusor plástico fundido tienedeuna viscosidad cortante Pas. Determine la ycaracterística del con el cálculo de Q máx y pmáx, y luego encuentre la ecuación de la línea recta entre esos dos valores.


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Extrusión : Ejercicios Análisis de flujo

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4. Determine el ángulo A de la hélice de modo que la separación entre las cuerdas del tornillo p sea igual al diámetro de este D. en la extrusión de plásticos, esto se llama el ángulo “cuadrado”, aquel que provee un avance de las cuerdas igual a un diámetro por cada rotación

del tornillo.

5. Un barril extrusor tiene un diámetro de 2.5 in. El tornillo gira a 60 rev/min, la profundidad de su canal es de 0.20 in. Y el ángulo de sus cuerdas de 17.5°. La presión piezometrica en el extremo del troquel del barril es de 800 lb/in 2 y la longitud de este es de 50 in. Determine el gasto volumétrico del plástico en el barril. 6. Un barril extrusor tiene un diámetro de 4.0 in y una razón L/D de 28. La profundidad del

canal del tornillo es de 0.25 in y la separación de sus cuerdas es de 4.8 in (Paso). Gira a a 60 rev/min. La viscosidad del polímero fundido es de 100 *10 -4 lib-s/in2. ¿Cuál es la presión piezométrica que se requiere para obtener un gasto volumétrico de 150 in 3/min?. 7. Una operación de extrusión produce tubería continua con diámetro exterior de 2.0 in e interior de 1.7 in. El barril extrusor tiene un diámetro de 4.0 in y longitud de 10 ft. El tornillo gira a 50 rev/min; tiene una profundidad de canal de 0.25 in y ángulo de cuerdas de 16°. La presión piezométrica tiene un valor de 350 lb-s/in2. En estas condiciones, ¿Cuál es la tasa de producción en longitud de tubo/min si se supone que el extruido se empuja a una tasa que elimina el efecto de la expansión del troquel (es decir, el tubo tiene los mismos diámetros http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013 16/43 exterior e interior ue el erfil del tro uel ?.

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Extrusión : El cilindro (Barril) ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

El cilindro de calefacción alberga en su interior al tornillo como se muestra en la figura. La superficie del cilindro debe ser muy rugosa para aumentar las fuerzas de cizalla que soportará el material y permitir así que éste fluya a lo largo de la extrusora. Para evitar la corrosión y el desgaste mecánico, el cilindro suele construirse de aceros muy resistentes y en algunos casos viene equipado con un revestimiento bimetálico que le confiere una elevada resistencia, en la mayoría de los casos superior a la del tornillo, ya que éste es mucho más fácil de reemplazar.

Composición: partículas de carburo de tungsteno dispersadas uniformemente en una matriz de aleación de níquel resistente a la corrosión. http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Extrusión : La garganta

Extrusión Partes de la extrusora

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Suele estar provista de un sistema de refrigeración para mantener la temperatura de esta zona lo suficientemente baja para que las partículas de granza no se adhieran a las paredes internas de la extrusora. La garganta de alimentación está conectada con la tolva a través de la boquilla de entrada o de alimentación. Esta boquilla suele tener una longitud de 1.5 veces el diámetro del cilindro y una anchura de 0.7 veces el mismo (figura), y suele estar desplazada del eje del tornillo para facilitar la caída del material a la máquina. Diseño tangenc ial D

1.5 D A

A

0.7 D

Sec ción AA

Vista superior http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Extrusión : La tolva

Extrusión Partes de la extrusora

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La tolva es el contenedor que se utiliza para introducir el material en la máquina. Tolva, garganta de alimentación y boquilla de entrada deben estar ensambladas perfectamente y diseñadas de manera que proporcionen un flujo constante de material. Esto se consigue más fácilmente con tolvas de sección circular, aunque son más caras y difíciles de construir que las de sección rectangular (ver figura). Se diseñan con un volumen que permita albergar material para 2 horas de trabajo.

Vista superior

Vista superior

Tornillo Crammer

Vista lateral

Vista lateral

Vista isométrica http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

Vista isométrica 19/43

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Extrusión : La tolva ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

Transporte de sólidos en la tolva: Zona de alimentación Flujo en masa, por gravedad El material se mueve hacia la parte inferior de la tolva por acción de su propio peso.

V=0

Flujo en masa

Flujo de embudo

Ausencia de flujo

Formación de puente

Es mejor una tolva con sección circular que una tolva con sección cuadrada o rectangular


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Extrusión : La tolva (Hopper) ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

Transporte de sólidos en la tolva : requerimientos DiseñoVista de la tolva superior

Vista lateral

Tornillo Crammer

Vista superior

Vista lateral

Vista isométrica

Vista isométrica

Características del material  Densidad aparente  Compresibilidad  Coeficiente de fricción  DTP Distribución del tamaño

No muy baja (60% dreal) Bajo Bajo Uniforme

de partícula de la granza

Consulta # 4 : Cuales son las variables típicas de diseño


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PROCESO DE EXTRUSIÓN: Variables

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 La ecuación que define el flujo neto del extrusor es:

  DH 3 sen 2     2 D 2 3 1 2 2 dP  QT   D NHsen cos     tan     2 12  12  e dL    

QT   N   ( P /  )

Cabe mencionar que para obtener las expresiones anteriores se hicieron las siguientes suposiciones: 1.

Condiciones isotérmicas en el extrusor

2. 3. 4. 5. 6.

Fluido Newtoniano La relacion H/D es pequeña No hay flujo de perdida QL=0 Espesor de la helice despreciable Las propiedades físicas del fluido son constantes


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 Las variables prácticas para la curva de operación del extrusor son:  La velocidad del tornillo N  La presión frontal P  La viscosidad del material fundido.

Hay dos situaciones a considerar (Puntos extremos de operación):

1. Descarga libre: En esta situación no existe presión acumulada (P = 0) al final del extrusor (Por ejemplo, que no hubiera placa rompedora o dado), con lo que la producción sería máxima:   DH 3 sen 2     2 D 2 3 1 2 2 dP  QT   D NHsen cos     tan       2 12 12 e dL     1 Q  Q MAX   2 D 2 NHsen cos   C 1 N

2 http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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2. Consideramos que la Presión al final de la máquina de extrusión es lo suficientemente grande como para que no exista salida de material ( Q = 0). Entonces igualando el flujo de arrastre al de presión se deduce: 1 2 2  D NHsen cos  C1 N 6 NDL 2 P  P MAX    2 3 2  DH sin  C2 H tan  12 L

La curva característica del extrusor en la zona de dosificación (Representación gráfica del flujo, Q T, en función de la presión, P)

Q

Qmax

QT   N   ( P /  )

Esta línea característica del extrusor será una línea recta cuando se tenga fluido Newtoniano y condiciones isotérmicas Pmax

P http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Consideremos dos husillos con diferente canal (H1 y H2 donde H2=1.5H1), se observa que su representación grafica será

Q Q2

H2

Q1 H1

Q3 Q4 P1 http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

P3

P 25/43


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Al aumentar H se incrementa tanto el valor de la intersección como el valor de la pendiente; esto hace que las dos lineas se crucen. Asi se esta operando a un nivel de presión igual a P1, un aumento en la profundidad del canal desde H1 a H2 resulta en un aumento en la velocidad de flujo desde Q1 hasta Q2. Sin embargo, si se esta operando a un nivel de presión igual a P3, un aumento en la profundidad del canal desde H1 hasta H2 resulta en una disminución en la velocidad de flujo desde Q3 hasta Q4. De igual forma, al aumentar la velocidad de rotación del husillo N se obtiene un aumento en la velocidad de flujo Q Q Q3

3N

Q2 2N Q1 N

P1


P

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Ejercicio Se tienen las siguientes características iniciales de una maquina de extrusión que cumple la ecuación para el caudal dada por D1  5 cm H1  0.5 cm 1  17 L1  30 cm QT   N   (P /  ) N 1  100 rpm  P1  200 Kg / cm2  200 * 106 dinas / cm2  1  10000 poises(dinas  seg / cm 2 )

Q1 Q2 si D2 = 8 cm

Determinar y sacar las conclusiones pertinentes

Q 3 si H 2 = 0.8 cm Q 4 si  2 = 25 Q5 si N 2 = 150 rpm Q6 si P2 = 300 kg / cm 2 Q7 si  2 = 50000 poises


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Extrusión: Modelado de la zona de dosificado 5/24/2018


Efecto de las variables 2 2 3 2 QT   · D ·( sen·cos  )·H · N  H · ·D·sen ·P 2 12· · L

Tipo de material, , y condiciones de operación, N y T  Al

aumentar la viscosidad del material disminuye el flujo de presión  Al

aumentar el número de revoluciones aumentan el flujo de arrastre y el flujo de presión  Al aumentar la temperatura disminuye la viscosidad y por tanto aumenta el flujo de presión


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Extrusión: Modelado de la zona de dosificado 5/24/2018


Efecto de las variables QT 

 2 · D 2 ·( sen·cos  )·H · N

2

H 3 · ·D·sen 2  ·P  12· · L

Geometría del tornillo, L, h, D,  

Al aumentar la longitud del tornillo disminuye el flujo de presión  Al

aumentar la profundidad del canal aumenta el flujo de arrastre (H) y el de presión (H3)  Al

aumentar el diámetro del tornillo aumenta el flujo de arrastre (D 2) y el de presión (D)


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Flujo en la zona de alimentación ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

Lo ideal es que en cada vuelta o revolución del husillo se transporte desde la zona de alimentación hacia adelante un volumen de material igual al volumen de una vuelta del canal del husillo, es decir, VOLUMEN*RPM*DENSIDAD APRARENTE Flujo [g / min]  w H ( D  H ) N * 

Asumiendo paso cuadrado, es decir, diámetro D igual a la longitud de campo entre hélices, resulta que =17.7° y fijando además w=0.95D Flujo [g / min]  2.98 * DH ( D  H ) N * 

Flujo [Kg / hr]  0.179 * DH ( D  H ) N * 

Donde D = diametro del canal en la zona de alimentacion (cm) H = Profundidad del canal en la zona de alimentacion (cm) N = Velocidad de rotacion del husillo ( rpm)  = densidad aparente del plastico que se utiliza (gr / cm 3 ) http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Flujo en la zona de dosificación ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

A partir de las expresiones: Qd  1  2 D2 HNsen cos   1  2 D2 HNsen2 2 4

w   Dsen  D  w / ( sen )

Reemplazando D en términos de w se llega a: Flujo [g / min]  Q D  1 / 2 wDHN cos 

Asumiendo paso cuadrado, es decir, diámetro D igual a la longitud de campo entre helices, resulta que =17.7° y fijando además w=0.95D

Flujo [g / min]  1.420 * D 2 HN * 

Flujo [Kg / hr]  0.085 * D 2 HN * 

Donde D = diametro del canal en la zona de alimentacion (cm) H = Profundidad del canal en la zona de alimentacion (cm) N = Velocidad de rotacion del husillo ( rpm)  = densidad aparente del plastico que se utiliza (gr / cm 3 ) http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Análisis de flujo en un dado ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

Análisis del flujo en el dado (boquilla) para fluidos newtonianos y condiciones isotermicas: Hasta Aquí se ha considerado solamente el comportamiento del fluido a lo largo del canal del husillo. Sin embargo, la operación de un extrusor depende tanto del husillo como del dado. Considerando ahora el flujo a través del dado, se tiene que la velocidad de flujo de un fluido newtoniano es directamente proporcional a la caída de presión e inversamente proporcional a la viscosidad del fluido, Así se tiene:

Q  K (P /  )

Donde K es un factor de proporcionalidad (factor de forma) que depende de la forma y la geometría del dado.


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Al graficar Q vs P de la expresión anterior se obtiene una linea recta con pendiente igual a k/ y con interseccion en el eje de las ordenadas igual a cero. La pendiente de esta linea recta se incrementa al aumentar K y al dismunir . Esta linea caracteristica del dado sera linea recta cuando se tenga un fluido newtoniano y condiciones isotermicas.

Q  K (P /  )

Q

P http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Consideremos dos dados con diferente geometría, (diferente K), se observa lo siguiente

Q

K2 K2>K1 Q  K (P /  )

Q2 K1 Q1 P

Para un mismo nivel de presión, un aumento en el valor de la constante K (desde K1 hasta k2) produce un aumento en la velocidad de flujo desde Q1 hasta Q2. Igualmente una disminución en la viscosidad del fluido producirá un aumento en la velocidad del flujo http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Punto de operación del extrusor ClasedeExtrusion Dic3-2013-slidepdf.com

El punto de interseccion entre la linea caracteristica del husillo y la linea caracteristica del dado (puntos A,B,C y D) representa el punto de operación del extrusor. QT 

 2 · D2 ·(sen·cos  )·H · N

2

H 3 · ·D·sen2  ·P  12· · L

Q

Qdado  K ( P /  )

K2 K2>K1

H2 H1

D C

A

K1

B P http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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Se puede concluir de la figura anterior que: 1.

Al aumentar la profundidad del canal del husillo (desde H1 hasta H2), cuando se tiene un dado con una constante grande (K2), se produce un aumento en la velocidad de flujo desde C hasta D.

2.

Sin embargo, el mismo aumento en la profundidad del canal desde H1 hasta H2, cuando se tiene un dado con una constante pequeña (K1) produce una disminución en la velocidad de flujo desde A hasta B

Para un capilar simple (dado cilíndrico) y suponiendo el fluido newtoniano el caudal de salida del dado depende de la presión, como sigue: Q

 R4 dP

8 dz



 R4 P

8 L D

 KP (ya que

dP es negativo) dz

Donde L es la longitud del dado y R su radio. 

También puede escribirse en la forma: http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

Q

P C 3  36/43

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Expresiones similares pueden deducirse para otras geometrías del dado. La tabla presenta la ecuación característica del dado, tanto para fluidos newtonianos como para fluidos de la ley de la potencia. Se presentan los casos simples para los casos en que el dado tiene un conducto circular, un conducto rectangular (rendija) y un conducto anular.

Tipo de conducto

Newtoniano

Circular

Q

Rectangular

8 L

4n  R  RP  n Q 3n  1 4  2 LK 

 P / 

 

1

3n wH  H P  n Q   2n  1 6  2 LK  2

wH Q  P /  12 L Q  B2  B1 

1

3

4

3

Anular

Donde:

 R

Ley de la potencia

B2    P /   ln K  8 L 2

2

2

2

B1  R2 1  K 2    radio ext.   radio int. 2

2

B2  R 1  K    radio ext.   radio int. http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

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La presión en el punto de operación para un tipo de conducto circular y flujo newtoniano viene dada por:  DH 3 s e n 2  P  R4 P 1 2 2 Q   D H s e n cos   2 12 L 8 L D

De donde:

  2 2 D NH s e n  cos   P OP     R4   DH 3 s e n 2         2 L 3 L     D  

La gráfica anterior es muy útil, ya que nos permite analizar el efecto que producen los cambios de los valores de los parámetros. Las posiciones de las líneas de la gráfica se modifican por cambios en las condiciones de operación.


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Para otras geometrías es posible usar una ecuación empírica que fue desarrollada por Boussinesq, la cual tiene la forma Fbd 3 Q .P 12 Ld Donde b = es la dimension mas grande de la seccion transversal d  es la dimension mas pequeña de la seccion transversal F  es un factor adimensional que se lee en la figura

    2  2 D NH s e n  cos   P OP   3 3 2   Fbd   DH s e n          3L   3 L D    


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Conclusiones


 Un aumento en la viscosidad tiene un efecto opuesto sobre el caudal de

salida del tornillo y del dado, incrementa el del tornillo y disminuye el del dado. Lo mismo ocurre con la presión.  Un incremento en la velocidad del tornillo, N, moverá la línea

característica del tornillo hacia arriba. Lo mismo ocurre con la curva característica del dado al aumentar su radio (aumenta su pendiente). El ambos casos la capacidad de producción de la máquina extrusora aumentará.

 Los parámetros del tornillo y del dado afectan a las curvas características

y, por consiguiente, a la capacidad de producción de la máquina de extrusión.


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Ejemplos


1. Se quiere calcular el flujo volumétrico a través de un sistema extrusor/dado con las siguientes características: Extrusor

D  5 cm H  0.5 cm L  50 cm

  17 N  1 rev / seg

Dado

R  0.2 cm L  0.6 cm

Considere fluido newtoniano. En el caso de fluido de la ley de potencia para el extrusion se tiene que   DN cos     K   H  

n 1

En el caso de fluido de la ley de potencia para el dado se tiene que  4Q    K  HR3  http://slidepdf.com/reader/full/clase-de-extrusion-dic-3-2013

n 1

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Ejemplos


2. Un cilindro extrusor tiene un diametro D=3.0 pulg, L=75 pulg, N=1 rev/seg, H=0.25 -4

pulg, =2 20°. El plástico fundido tiene una viscosidad de corte de 150*10 lbseg/pulg . Determine a) Qmax - Pmax, b) el factor de forma para una abertura de dado circular en la cual el diametro del dado es 0.25 pulg y la longitud es de 1.0 pulg, c) los valores de Qt y P en el punto de operación.


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Clase de Extrusion Dic 3-2013

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