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

шнека, заполненного материалом с насыпной плотностью, при отсутствии обратного потока:

где Уусл — условная объемная производительность шнека, м3; р„ — насыпная плотность, кг/м3; D, d — соответственно на­ ружный и внутренний диаметр шнека, м; п — число оборотов, мин-1; ф — угол наклона винтовой линии.

Коэффициент к„, учитывающий обратный поток, может быть выражен отношением

^обр _@тр @реб

(4.203)

~~а, Qn

где QOQр, Q,р, 0рсб — соответственно потери производительно­ сти с обратным потоком, вследствие трения о винт и воздей­ ствия реборды винта.

Заменяя в выражении (4.200) коэффициенты и QHна полу­ ченные выше соотношения, имеем:

силы внутреннего трения тпм и внешнего трения тмм, а также угла наклона винтовой линии. Напряжения сдвига в материа­ ле складываются из трех компонент: от трения по внутренне­ му диаметру шнека, по ребордам и от давления толкающей

и глубина канала винта соответственно.

Считая поле напряжений от каждой компоненты равно­ мерным, а материал, подчиняющимся закону Ньютона, опре­ делим скорость сдвига, вызываемую действием каждого напря­

379

Линейную скорость определим как произведение скорости сдвига на расстояние от условно неподвижной поверхности.

2т„х

(4.206)

ôcosqvt ’

где у — текущая координата по глубине канала; х — текущая координата по ширине канала.

Интегрирование дает объемную потерю производительно­ сти по каждой составляющей:

n2p„Pntg(p{D2-d * ) - ^ p Hbh\\-

2cos<p

Таким образом, для расчета параметров загрузочной зоны шнек-пресса необходимо знание свойств полуфабриката, пре­ жде всего его насыпной плотности, сыпучести, удельной силы или коэффициентов внешнего трения. Остановимся на неко­ торых особенностях свойств полуфабриката, загружаемого в шнек-пресс.

Насыпная плотность колеблется в довольно широких пре­ делах в зависимости от размера и формы частиц.

Представленные в табл. 36 экспериментальные данные по­ казывают, что наиболее оптимальным является цилиндриче­ ский полуфабрикат размером 10/0 — 10. При этом насыпная плотность достигает значения 1000 кг/м3.

380

Экспериментальные значения насыпной плотности полуфабриката различных топлив

На рис. 184—187 приведены экспериментальные результаты определения внешнего трения (по стали) и внутреннего тре­ ния полуфабриката некоторых топлив, показывающие, что ве-

Рис. 184. Зависимость удельной силы трения от давления при Т=343К различных составов:

1 - БТ; 2 - БМС; 3 - РСТ-4К

381

300 310 320 330 340 T, К

Рис. 185. Зависимость коэффициента трения от температуры различных составов:

1 - БТ; 2 - БМС; 3 - РСТ-4К

Рис. 186. Зависимость удельного внутреннего трения от давления для таблетированного (1) и щелевого (2) полуфабрикатов

382

Kl

Рис. 187. Зависимость степени заполнения от размеров канала винта при следующих размерах цилиндрического полуфабриката:

1 — 15x15 мм; 2 — 10x15 мм; 3 — 15x20 мм; 4 — 25x30 мм

личина удельной силы как внешнего, так и внутреннего тре­ ния возрастает с давлением линейно, причем, последнее пре­ восходит внешнее трение в 6—8 раз. Коэффициент внешнего трения от температуры зависит экстремально и имеет макси­

Из свойств полуфабриката, характеризующих сыпучесть, представляет интерес степень заполнения канала винта как функция его размеров и размеров полуфабриката.

На рис. 187 видно, что степень заполнения может менять­ ся в широких пределах: от 0,5 до 1,0. Наиболее выгодными являются цилиндрические частицы с меньшими размерами.

Полученные расчетные выражения и экспериментальные данные позволяют выполнить проектные работы по загрузоч­ ной зоне шнек-пресса с оптимальными характеристиками.

На рис. 188 приведена схема сил, действующих на элемент топливной массы в каналах винта и втулки прессующей зоны.

Ось Z направлена вдоль канала винта, ось 1 — по оси вин­ та. Кривизной канала винта и втулки пренебрегаем и развора-

383