Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

Рис. 153. Зависимость напорности и максимального давления для различ­

Таким образом, полученные уравнения (4.124 и 4.126) для напорности и давления на выходе из пресса позволяют рас­ считать основные технологические и конструктивные пара­ метры пресса с любой геометрией. Соответствующие уравне­ ния для цилиндрического винта с постоянной глубиной ка­ нала являются частным случаем выражений (4.124) и (4.126) при А = 0.

Получение более точных зависимостей с учетом изменения хср и тц по длине канала возможно при подстановке в выраже­

311

уточненные уравнения напорности и давления можно полу­ чить конкретно для определенного состава.

Результаты экспериментальной проверки выражения на­ порности для пресса ПСВ с различными винтами приведены в табл. 27. В процессе прессования изделий из состава БП-10 производился замер давления датчиками ДЦ-10, установлен­ ными во втулке на расстояниях от головки винта: Р3 — на выходе, Р2 — 155 мм, Pi — 315 мм.

Расчетная напорность принималась по усредненным значе­ ниям тср (8 кгс/см2) и тм (1,7 кгс/см2).

Фактическая напорность определялась отношением усред­ ненного перепада давлений на определенном участке прессую­ щей зоны к длине этого участка. Как видно из таблицы, полу­ чено удовлетворительное совпадение расчетных и эксперимен­ тальных данных, несмотря на то, что взяты средние характеристики пороховой массы по хср и т„. Результаты экспе­ риментов подтвердили возможность использования для инже­ нерных расчетов выражений, определяющих градиент давления в канале винта и, следовательно, давления на выходе пресса.

4.4.3 Производительность шнековых прессов

Полное решение задачи определения производительности пресса возможно при совместном решении трех уравнений:

— уравнение неразрывности

где t — время; g — главный вектор массовых сил; cv — удель­ ная теплоемкость при постоянном объеме; А — термический эквивалент работы; q = —kVT — вектор теплового потока (за­ кон теплопроводности Фурье).

Однако решения данных уравнений в общем виде еще не найдено и возможно в настоящее время только для частных случаев с определенными упрощающими ограничениями.

312

Таблица 27

Результаты экспериментальной проверки математического выражения напорности для пресса ПСВ

Для реш ения конкретной задачи определения производи­ тельности ш нек-пресса при прессовании баллиститных порохов введем следующ ие ограничения:

примем модель одномерного течения. Такое допущ ение для баллиститного пороха более оправдано, чем для полимера, прилипающ его к стенкам экструдера. Учитывая пристенное скольжение и жесткое одностороннее закрепление порохового слоя на рифах втулки, деформация массы в канале винта пресса близка к простому сдвигу;

—плотность пороха в напорной зоне пресса примем близкой к конечной и, таким образом, допустим условие н е­ разрывности потока;

—функцию т| = /( у ) будем характеризовать «степенным» законом у = кт"

Учитывая высокие скорости сдвига в канале пресса, такое допущ ение достаточно корректно.

На основании вышеизложенных ограничений производи­ тельность пресса определится выражением:

(4.130)

Для определения распределения скоростей по оси канала условно расчленим результирующий поток на два потока:

—прямой поток (вынужденный или увлеченный), харак­ теризующ ий объемную производительность пресса при отсут­ ствии сопротивления на выходе;

—противоток (обратный поток) — потери производитель­ ности в канале за счет противодавления.

Внесем некоторые уточнения. Прямой поток рассмотрим при отсутствии прилипания. В этом случае скорость пристен­ ного скольжения равна окружной скорости вращ ения винта.

где Qd — секундны й расход, см3/с; Dm De — соответственно наружный и внутренний диаметр винта на выходе, см; Dcp —

314

средний диаметр винта, равный (DH+ Д)/2, см; п — число оборотов винта в минуту; <р — угол подъема винтовой линии; / — толщина реборды по оси пресса, см; Z, — число заходов винта.

Обозначим геометрические параметры винта, входящие в (4.131), коэффициентом:

то есть расход вынужденного потока прямо пропорционален числу оборотов винта.

Для расчета противотока определим напряжения сдвига по

При условии простого сдвига в области течения с аномаль­ ной вязкостью для пресса с постоянной по длине канала напорностыо имеем:

315