5.2物料衡算原料明细
本设计所需原料量如表5.2。
表5.2 原料表明细
配方 千克/小时 吨/天 吨/年
聚氯乙烯树(PVC-SG5) 272.57 6.54 1962.51
三碱式硫酸铅(3PbO) 8.18 0.20 58.88
二碱式亚磷酸铅 4.09 0.10 29.44
硬脂酸铅(PbSt) 4.09 0.10 29.44
硬脂酸钙 1.36 0.032 9.81
硬脂酸钡 2.18 0.052 15.70
硬脂酸(HSt) 1.64 0.039 11.78
石蜡 0.55 0.014 3.93
加工助剂(ACR) 9.54 0.23 68.68
CPE 16.35 0.39 117.75
轻质碳酸钙(CaCO3) 32.71 0.79 235.50
6 能量衡算
6.1.1 挤出成型系统
挤出机系统加热由机筒加热和机头加热两部分组成,具体温度控制见表3.16。
(1) 机头加热部分
挤出机加热能(机筒外的加热)和机械功(电动机转动螺杆)供给机筒中的物料,一方面使物料升温,塑化而达到工艺操作的要求温度;另一方面又需要克服在工作过程中遇到的各种阻力(如摩擦力、粘性阻力等)而向外挤出制品。
当螺杆达到一定转数时,物料需要的热能将会从螺杆转动的机械能中获得,而不需要外加热,即“自然挤出”。因此,挤出机挤出过程中的热量来源与分配为:
H外热+H内热=H塑料+H损失 (5.1)
式中:H外热—加热系统的供给热量
H内热—传动系统的机械能通过螺杆对塑料的挤出、剪切和摩擦而转化的热能
H塑料—塑料在挤出过程中得到的热能
H损失—在挤出过程中的热损失,其中包括机筒和机头周围空气的热交换、冷却介质从加料斗座、螺杆机筒等处损失的热能。
A. 分段数确定
供给挤出机的两种能量的来源所占比例的大小与螺杆和料筒的形式工艺条件及塑料有关。螺杆的各段的情况各不相同,如在熔融段由摩擦、剪切产生的热量比加料段的多而比均化段的少。因此,实际操作中机头必须分段加热。
机筒分段加热长度L、为(4~5)D,D为螺杆直径,比例值取4。则,L、=4×150=600mm。在进料段出(2~3)D处不设加热装置,取系数为2。则,L1=2×150=300mm。
根据所选设备SJ-150A,D=150mm,L=3750mm
分段数=3750/600=5.75,约等于6
故,机筒加热段分为6段。
B. 加热功率确定
由经验公式:
式中:H—机筒加热功率(千瓦)
D0—机筒内直径(cm),D0=D+2δ=15+2×0.05=15.1cm
L/D—螺杆长径比
A—单位面积的加热功率(瓦/cm2),A一般由经验确定,取A=3~4瓦/cm2,计算取3.5瓦/cm2
则, (5.2)
因为加热过程中会产生损耗,所以最后加热功率要乘以一个损耗系数,大约0.6~0.7。
所以,H=62.68×0.6=37.608kw