障壁螺桿熔化區之電腦輔助設計

Abstract

障壁螺杆改善了傳統單螺杆熔化區內聚集在固體床側熔體池造成固體床破裂使得熔融 不完全、產品不均勻的缺點。研究利用電腦模擬Kim 、Maillefer、Barr 及Dray & L awrence 四種螺杆熔化區的熔化情形並比較之。熔化分析以Tadmor模式為基礎, 而熔 體考慮為非牛頓流體, 黏度則以power law 描述之。根據所作之基本假設, 利用數值 方法求得熔化速率及熔化區長度以及液體溝道中之溫度、流速及壓力之分佈。 結果顯示高分子熔融的熱源主要來自於黏滯熱, 因為提高螺杆轉速可增加外筒及固體 床的相對速度對於產生黏滯熱的幫助最為顯著, 而提高外筒溫度反而降低熔融速率, 因此增加轉速較提高外筒溫度對熔化速率的幫助大。 因此, Maillefer 為四種螺杆中熔融速率最慢的一種。但是, 以產生的壓力看來卻是 以Maillefer 是利於押出。另外, 以熔體的混合而言, 則以Barr及Dray & Lawrence 較佳。