第二章 2 加料段固体输送理论

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1、2.2.2加料段的固体输送理论1理论的建立和假设1956年达涅耳－莫耳根据固体对固体的摩擦静力平衡基础，建立固体输送理论，1972年由Tadmor等人对该理论作进一步修改，使之成为经典理论，称为达涅耳－莫耳理论。22.2.2.1基本假设（1）从料斗加入的粒料和粉料，在固体输送段被压实成密实的固体塞，忽略密度的变化；（2）固体塞与螺槽底面、两个侧面和机筒内表面紧密接触；（3）固体塞上的压力仅是沿螺槽流道距离的函数；（4）摩擦系数为常数；（5）忽略重力；（6）螺槽截面为矩形；忽略螺杆与机筒的间隙，固体输送段螺槽深

2、度不变。32.2.2.2固体输送率的计算要计算固体输送率，应先求出物料相对于机筒的速度。绝对速度＝牵连速度＋相对速度选体系：静系机筒；动系螺杆；牵连速度为动系相对于静系的速度。物料绝对速度为物料相对于机筒的速度等于螺杆相对于机筒的速度加上物料沿螺槽的速度。4物料形成固体塞的运动分析相对速度牵连速度绝对速度图中Db螺杆外径，n－螺杆转速，e’－螺棱的法向宽度，h1－加料段螺槽深度，W－螺槽宽度，φb－外圆螺纹升角，Ds－螺纹根部直径输送角V11V1256设螺纹头数i=1，带入上面两式得到：72.2.2.3固体塞

3、的输送角（前进角θ）fs、fb分别为物料与螺杆和机筒的摩擦系数8螺槽螺棱压力增长通过力和力矩平衡求出θ角。式中：可简写为：9102.2.2.4对固体输送理论方程的讨论输送角根据公式：θ＝0，Q=011不考虑压力增长，并且fs=0，固体输送率达到最大。121课时13摩擦系数为了提高生产率，使θ角增加，则M值要下降，M值是螺杆几何参数、压力变化和摩擦因数的函数，如果前两种因素一定，则取决于物料与机筒、物料与螺杆的摩擦系数比，当该比值下降时，M值可减小。这意味着控制固体塞的摩擦因数，使它物料与螺杆的摩擦因数fs减小

4、，与机筒的摩擦因数fb增加．则可以提高固体输送率。14措施1）控制螺杆与机筒表面的加工精度；2）机筒表面开沟槽；3）控制螺杆与机筒的温度。1516螺纹升角φ对于大多数聚合物摩擦系数为0.25-0.5，最佳螺旋角为10°-20°，如螺杆外径与螺距相等，φ为17°41’最大时，固体输送率最大。17物料压力18如果Po＝0，按式(2—15)所示关系，似乎固体输送段将不能建立起压力，但是实验表明：当料斗下方的螺槽中没有充满物料时，同样能在螺杆上建立压力，因此有人认为起始压力不仅与料位高度有关，而且还要考虑螺杆槽中物料

5、重力的影响，甚至还要考虑离心力的作用。目前关于压力的起源问题，尚无公认的结论，通常简单地用料位高度乘以物料表观密度来计算，或者直接用大气压计算。19对于圆筒形料斗，初始压力的计算公式为：202.2.2.5对固体塞摩擦理论的修正固体塞各向压力不等修正21螺槽深度和固体塞密度变化的影响22232.2.2.6功率计算固体输送段消耗的功率较大，在某些情况下，可达到整个螺杆消耗功率的60％。为使推导比较容易，假定螺杆静止而机筒转动，这时只有一个力作用在机筒上，它与图2－10中的F1大小相等而方向相反，为:因此，机筒旋转

6、所消耗的能量便是该力乘以机筒运动速度在该力方向的速度分量：从0到Zb积分，得到输送段的功率消耗。2425