هندسه پرواز پیچ چگونه بر قابلیت اختلاط و برش لوله تاثیر می گذارد؟

هندسه پرواز پیچ نقش مهمی در تعیین قابلیت های اختلاط و برشی بشکه ایفا می کند:

Pitch: گام پرواز پیچ، فاصله محوری بین پروازهای متوالی را دیکته می کند. گام کوچک‌تر به معنی فواصل کوتاه‌تر بین پروازها است، در نتیجه فرکانس فعل و انفعالات مواد با دیواره بشکه هنگام چرخش پیچ افزایش می‌یابد. این فعل و انفعال شدید با تشدید نیروهای برشی اعمال شده بر مواد، اختلاط کامل تری را تقویت می کند. گام کوتاه تر، تعداد مناطق برشی را در طول پیچ افزایش می دهد و جابجایی و اختلاط بیشتر مواد را تسهیل می کند. موادی که در معرض گام کوتاه‌تری قرار می‌گیرند، پراکندگی و اختلاط را افزایش می‌دهند، که برای دستیابی به خواص یکنواخت در محصول نهایی بسیار مهم است. گام بزرگتر ممکن است مقداری از این راندمان اختلاط را به نفع ظرفیت انتقال بهبود بخشد، زیرا اجازه می دهد تا حجم مواد قابل توجهی در امتداد محور پیچ حمل شود.

عمق پرواز: عمق پرواز که به عنوان ارتفاع پرواز نیز شناخته می شود، مستقیماً بر حجم مواد حمل شده توسط پیچ و شدت اختلاط تأثیر می گذارد. پروازهای عمیق‌تر سطح بزرگ‌تری را برای تماس مواد با دیواره بشکه فراهم می‌کنند و در نتیجه اختلاط گسترده‌تری را تسهیل می‌کنند. این سطح تماس افزایش یافته امکان قرار گرفتن بیشتر در معرض مواد را در برابر نیروهای برشی ایجاد شده در طول چرخش پیچ فراهم می کند و باعث افزایش اختلاط و پراکندگی می شود. با این حال، هر چه پرواز عمیق‌تر باشد، گشتاور مورد نیاز برای راندن پیچ بیشتر می‌شود، زیرا درگیری بیشتر مواد منجر به افزایش مقاومت می‌شود. در حالی که پروازهای عمیق‌تر قابلیت‌های اختلاط عالی را ارائه می‌دهند، ممکن است برای حفظ کارایی عملیاتی به ورودی‌های توان بالاتری نیاز داشته باشند.

عرض پرواز: عرض پرواز پیچ، سطح موجود برای تماس و برش مواد را تعیین می کند. یک پرواز گسترده تر، سطح تماس وسیع تری را بین مواد و دیواره بشکه فراهم می کند و ترکیب و پراکندگی کارآمدتری را تسهیل می کند. این سطح تماس افزایش یافته، انتقال نیروهای برشی از پیچ به مواد را افزایش می دهد و باعث اختلاط کامل در سرتاسر بشکه می شود. پروازهای بیش از حد عریض ممکن است منجر به افزایش لغزش مواد در امتداد دیواره بشکه شود که به طور بالقوه کارایی انتقال را به خطر می اندازد. بهینه سازی عرض پرواز شامل ایجاد تعادل بین به حداکثر رساندن سطح تماس برای اختلاط بیشتر و به حداقل رساندن لغزش برای حفظ اثربخشی انتقال است.

زاویه مارپیچ: زاویه مارپیچ که به عنوان شیب پروازها در امتداد محور پیچ تعریف می شود، به شدت بر راندمان انتقال و اختلاط مواد تأثیر می گذارد. زاویه مارپیچ بالاتر منجر به رزوه پیچ تندتر می شود که باعث حرکت مواد تهاجمی تر و افزایش نیروهای برشی درون لوله می شود. این عمل برشی افزایش یافته پراکندگی و اختلاط مواد را تسهیل می کند، به ویژه برای پردازش مواد چسبناک یا حساس به برش مفید است. زوایای مارپیچ بیش از حد تند ممکن است منجر به گرمایش برشی بالا و تخریب مواد شود که نیاز به بررسی دقیق برای جلوگیری از اثرات مضر بر کیفیت محصول دارد. زوایای مارپیچ پایین تر شدت نیروهای برشی را کاهش می دهد اما ممکن است با به حداقل رساندن مقاومت مواد در امتداد محور پیچ، راندمان انتقال را بهبود بخشد.

پیکربندی پرواز: پیکربندی پرواز نقشی اساسی در دستیابی به اهداف اختلاط خاص متناسب با نیازهای برنامه ایفا می کند. پروازهای انتقال به جلو، حمل و نقل مواد را در امتداد محور پیچ تسهیل می‌کند و از انتقال کارآمد و در عین حال اختلاط کافی را تضمین می‌کند. پروازهای انتقال معکوس جریان مواد را به سمت عقب القا می کنند و اختلاط را با قرار دادن مواد در برابر نیروهای برشی اضافی در حین حرکت در خلاف جهت چرخش پیچ افزایش می دهند. ترکیب عناصر اختلاط تخصصی مانند بلوک های ورز دهنده یا پدال های اختلاط در طراحی پرواز، نیروهای برشی را بیشتر تشدید می کند و به اختلاط کامل مواد کمک می کند. این عناصر اختلاط الگوهای جریان مواد را مختل می کنند، مناطق برشی اضافی ایجاد می کنند و برهمکنش های بین مولکولی را برای دستیابی به پراکندگی و همگنی بهینه افزایش می دهند.

پیش ساز - بشکه تزریق