Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Литературный обзор 12
1.1. Общая характеристика композиционных материалов 12
1.2. Методы и оборудование для получения и переработки композиционных материалов 18
1.3. Моделирование процессов диспергирования в экструзионном оборудовании 25
1.4. Физическая модель процесса плавления 28
1.5. Способы оценки перемешивающей способности одношнековых экструдеров со смесительно-диспергирутощими элементами 31
1.6. Методики описания процессов смешения и диспергирования и расчета оборудования 34
1.6.1. Методики качественной оценки смеси 34
1.6.2. Методики описания процессов смешения и диспергирования в одношнековом экструдере 35
1.7. Математическое описание плавления полимерного материала в одношнековом экструдере... 39
1.8. Выводы по литературному обзору и задачи диссертационной работы 44
ГЛАВА 2. Исследование процесса получения и переработки композитов на одношнековом экструдере 47
2.1. Описание экспериментальной установки 49
2.2. Методика проведения экспериментов 53
2.3. Обсуждение результатов экспериментов 53
ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование кинетики диспергирования порошкообразного напол нителя в одношнековом экструдере 62
3.1. Механизм диспергирования наполнителя 62
3.2. Описание экспериментальной установки 64
3.3. Методика проведения эксперимента 65
3.4. Обсуждение результатов эксперимента 66
ГЛАВА 4. Экспериментальное исслвдование работы одношнекового экструдера со смесительно-диспергирующими элементами 81
4.1. Исследование процессов смешения в одношнековом экструдере с СДЭ 82
4.1.1. Описание экспериментальной установки... 82
4.1.2. Устройство для измерения концентрации индикатора в модельной жидкости 85
4.1.3. Методика проведения экспериментов 88
4.1.4. Обсуждение результатов экспериментов... 88
4.2. Исследование интенсивности перемешивания одношнекового экструдера с СДЭ 95
4.2.1. Методика проведения экспериментов 95
4.2.2. Обсуждение результатов эксперимента... 99
4.3. Исследование производительности и расходно-напорных характеристик одношнекового экструдера
4.3.1. Описание экспериментальной установки ЮЗ
4.3.2. Методика проведения экспериментов Ю5
4.3.3. Обсуждение результатов экспериментев 106
ГЛАВА 5. Экспериментальное исследование удельной мощности для диспергирования агломерата... 112
5.1. Экспериментальное исследование удельной
мощности для диспергирования агломерата на модельной установке 112
5.I.I.Описание экспериментальной установки 112
5.1.2.Методика проведения экспериментов 114
5.I.3.Обсуждение результатов экспериментов 114
5.2. Экспериментальное исследование удельной мощности для диспергирования агломерата в одношнековом экструдере 114
5.2.1. Описание экспериментальной установки... 114
5.2.2. Методика проведения эксперимента 115
5.2.3. Обсуждение результатов эксперимента 115
5.2.4. Расчет удельной мощности 117
ГЛАВА 6. Теоретическое описание процессов плавления композиционных полимеров в одношнековом экструдере 120
6.1. Математическая модель плавления композиционных полимеров в одношнековом экструдере 120
6.2. Механизм диспергирования агломератов порошкообразного наполнителя в одношнековом экструдере 138
6.3. Сравнение экспериментальных и теоретических данных по кинетике разрушения агломерата 150
ГЛАВА 7. Методика расчета одношнекового экструдера для полученш композитних материалов с порошкообразным наполнителем 153
Основные выводы по диссертации 158
Литература
- Методы и оборудование для получения и переработки композиционных материалов
- Методика проведения экспериментов
- Описание экспериментальной установки
- Устройство для измерения концентрации индикатора в модельной жидкости
Введение к работе
Перспективными штанами экономического и социального развития нашей страны в одиннадцатой пятилетке, сформулированными в решениях ХХУІ съезда КПСС, предусмотрено в период с 1981 по 1985 г.г. обеспечить прирост производства синтетических смол и пластических масс на 65-72% с одновременным повышением их качества и долговечности, наращивание производства новых видов полимерных материалов, а также увеличение и совершенствование машинного парка. Особое внимание при этом уделяется увеличению объема производства композиционных полимерных материалов/I/.
В состав композиционных полимеров входят красители, стабилизаторы, пластификаторы, наполнители и другие добавки, способствующие повышению технологических и эксплуатационных свойств полимеров. При механо/осимическом способе получение полимерных композиций осуществляется смешением исходных компонентов в традиционных смесителях, откуда они поступают в смесители-пластикаторы, которые переводят смесь в вязкотекучее состояние.
В промышленности используют самые разнообразные типы смесителей как периодического, так и непрерывного действия. Однако, последние находят все большее применение, так как они обладают стабильностью в работе, обеспечивают высокое качество приготовляемых смесей. К тому же смесители непрерывного действия можно компоновать в поточные линии с высокой степенью автоматизации, что в свою очередь ведет к простоте их обслуживания.
Из всех типов смесительного оборудования непрерывного действия наиболее перспективными и широко распространенными являются экструдеры, в которых наряду с процессами смешения (гомогенизации) протекают процессы диспергирования, обезвоживания, дегазации, пластикации. При наличии соответствующей оснастки экструдеры можно использовать для получения гранулята и готовых профилированных изделий с различной конфигурацией поперечного сечения.
Большое распространение среди экструзионных машин получили одношнековые экструдеры, свободные от ряда механических и эксплуатационных недостатков двухшнековых машин, а именно: сравнительно сложной конструкции, гораздо более высокой стоимости, более дорогих эксплуатации и ремонта, меньших сроков амортизации. Правда, при этом одношнековые экструдеры имеют меньшую и нестабильную производительность, смесительное воздействие их слабее, чем у двухшнековых. В настоящее время развитие одношнековых экструдеров идет в направлении повышения производительности путем увеличения частоты вращения шнека. При этом практически единственным способом улучшения качества работы экструдера является установка на шнеке диспергирующих элементов, способствующих лучшей гомогенизаций перерабатываемого материала. Однако подбор их конструктивных параметров осуществлялся до настоящего времени лишь на основании опытных данных. В связи с этим возникла задача качественной и количественной оценки эффективности работы диспергирующих элементов, что позволило обоснованно выбирать ту или иную их конструкцию в зависимости от качества получаемого материала с одновременньм подбором технологических параметров работы экструдера. Следует заметить, что экспериментальные исследования экструзионных процессов в производственных условиях являются трудоемкой задачей, так как для их проведения требуется основательная материальная база, включающая дорогостоящее оборудование с соответствующей оснасткой, контрольно-измерительными приборами и т.д.
Необходимо иметь ввиду, что эксперименты на промышленных экструдерах, к примеру, при изучении их перемешивающей способности, сопряжены с необходимостью выполнения многократной операции демонтажа оборудования, извлечения перерабатываемого материала из рабочего объема, отбора проб и последующего их лабораторного анализа. Все это связано с большими временными затратами.
Кроме того, промышленное оборудование не позволяет исследовать гидродинамику потока перерабатываемого материала.
Естественно, что и к оценке экспериментальных результатов, полученных в производственных условиях, следует подходить весьма осторожно по причине наложения объективных и субъективных ошибок.
Поэтому одним из методов исследований по отысканию оптимальных конструктивных и технологических решений процессов переработки полимерных материалов методом экструзии с применением смесительно-диспергирующих элементов является проведение этих исследований на модельных установках, основными достоинствами которых следует считать:
- визуальное изучение картины протекающих процессов;
- оперативное получение статистической информации широкого диапазона о функциональных зависимостях технологических режимов экструзии от конструктивных характеристик оборудования;
- получение данных, необходимых для математического описания процессов.
В связи с вышеизложенным настоящая работа имеет целью дать качественный и количественный анализ процессов, протекающих при смешении и диспергировании полимерных материалов и наполнителя в одношнековых экструдерах для обеспечения обоснованного выбора конструкции смесительно-диспергирущих элементов в зависимости от технологических параметров процесса и требуемого комплекса качеств получаемого полимерного материала. Экспериментальная часть работы была выполнена на промышленном одношнековом экстру-дере, а также на модельных установках, способствовавших отысканию перспективных конструктивных решении экструзнойного оборудования и оптимизации протекающих в нем процессов.
Диссертация состоит из семи глав и приложений.
В первой главе дан краткий анализ свойств композиционных материалов, описаны методы совмещения полішера с наполнителем и оборудование для получения и переработки композиционных полимерных материалов, приведены методики описания процессов смешения и диспергирования и наиболее известные критерии оценки качества смешения, а также рассмотрены проблемы моделирования процессов смешения и диспергирования в экструзионном оборудовании.
Во второй главе приведены результаты исследования процессов получения и переработки полимерных композиционных материалов на одношнековом экструдере, дан качественный анализ процессов, протекающих в отдельных функциональных зонах экструдера.
Для детализации и выяснения отдельных свойств перерабатываемого материала необходимо создание модельных установок. Укспери-ментальная часть работы, выполненная на модельных установках и посвященная исследованию закономерностей процесса диспергирования, составляет третью главу диссертации.
В четвертой главе изложены результаты экспериментального исследования процессов смешения, а в пятой - диспергирования, протекающих в зоне работы смесительно-диспергирующего элемента; показано влияние смесительно-диспергирующего элемента на работу одношнекового экструдера.
Шестая глава содержит математическое описание процесса диспергирования в различных функциональных зонах экструдера и в зоне смесительно-диспергирующего элемента, сравнительный анализ теоретических и экспериментальных данных.
В седьмой главе приведены методики расчета экструзнойного оборудования для получения композиционных материалов, разработанные на основе данных, полученных в теоретических и экспериментальных разделах данной работы.
В приложении содержатся документы о применении некоторых результатов работы в промышленности, программы расчета размерной и безразмерной дисперсии на УЕМ, а также материалы, способетвую-щие пониманию основного текста работы.
Научную новизну диссертационной работы представляют:
1. Разработанная методика исследования процессов смешения и диспергирования, протекающих в зоне работы смесительно-диспергирующего элемента при одношнековой экструзии;
2. Предлагаемый диссертантом и подтвержденный экспериментально параметр, характеризующий эффективность работы смеситель-но-диспергирующих элементов и являющийся конструктивной их характеристикой, а также учитывающий интенсивность смесительного воздействия смесительно-диспергирующих элементов и производительность одношнекового экструдера}
3. Использование однопараметрической диффузионной модели для анализа процесса смешения в одношнековом экструдере с использованием смесительно-диспергирующих элементов и ускоренной сравнительной оценки интенсивности перемешивания в зоне работы смесительного элемента;
4. Модельная установка для изучения диспергирования агло мерата порошкообразного наполнителя, позволившая изучить кинетику процесса уноса частиц с поверхности агломерата в зависимости от различных параметров экструзии;
5. Разработанное диссертантом математическое описание процесса диспергирования агломерата порошкообразного наполнителя в зоне плавления и дозирования одношнекового экструдера, отличающееся тем, что при описании процесса плавления учитываются кинетические особенности диспергирования агломератов порошкообразных наполнителей при сдвиговом течении расплава полимерной композиции, а также поведение частиц уплотненной композиции в процессе разрушения пробки нерасплавленного материала;
6. Методика расчета технологических параметров работы одношнекового экструдера со смесительно-диспергирукщими элементами, обеспечивающими требуемую производительность при заданном качестве диспергирования и смешения наполнителя.
Работа выполнялась на кафедре "Полимерного машиностроения" Московского ордена Трудового Красного Знамени института химического машиностроения по программе работ ГК НТ 0.Ц.0ІЗ.
Методы и оборудование для получения и переработки композиционных материалов
При небольшом содержании наполнителя его роль сводится преимущественно к повышению плотности физической структурной сетки в результате дополнительного взаимодействия макромолекул с поверхностью, при большом содержании возникает дополнительный эффект структурирования системы из-за взаимодействия частиц и образования их собственной структуры. Такое структурирование зависит от природы поверхности частиц наполнителя и может быть изменено ее модифицированием.
Изменение прочностных свойств при введении частиц наполнителя определяется также изменением условий разрушения наполненного полимерного материала, связанным с влиянием частиц наполнителя на концентрацию напряжений и развитие трещин.
Структура и свойства зависят от межфазных взаимодействий. Они определяются фазовым и физическим состоянием полимера, гибкостью его цепи и плотностью сшивки и поэтому будут различными для линейных, аморфных, кристаллических и сетчатых полимеров. Однако во всех случаях первичными факторами, влияющими на свойства наполненного полимера,является абсорбционная способность взаимодействия полимера с поверхностью твердого тела /44 /.
В результате абсорбционного взаимодействия вблизи частиц наполнителя образуется граничный слой ( 0 = 100 - 300 А) с измененными свойствами. В пределах этого слоя свойства изменяются также монотонно, и четкая граница между переходным слоем и полимером в объеме с неизменными свойствами отсутствует. В зависимоети от соотношения компонентов в системе доля граничного слоя изменяется, воздействуя на характеристики наполнителя.
Таким образом, основные характеристики свойств структуры наполненных полимеров, оцениваемые обычными физико-химическими методами, определяются как некоторые избыточные величины по сравнению со свойствами наполненных полимеров.
Одной из задач исследования наполненных полимеров является оценка вклада, вносимого в свойства системы в целом поверхностными слоями, то есть изучения их влияния на упругие и прочностные свойства. Возникновение гетерогенности в наполненных системах -неизбежное следствие межфазных взаимодействий.
. Одно из важнейших условий достижения максимальных эксплуатационных качеств наполненного полимера - обеспечение гомогенности системы "полимерная матрица - наполнитель". Уто не простая задача, если учесть, что подавляющее большинство используемых в качестве наполнителей ингредиентов обладает высокой степенью агрегатирования исходных частиц. Присутствие в получаемом материале агрегатов и агломератов приводит к образованию дефектов в структуре і ухудшению физико-механических показателей и внешнего вида материала, появлению анизотропии свойств.
При рассмотрении процесса диспергирования необходимо знание механизма диспергирования конкретного типа наполнителя, так как процессы диспергирования существенно отличаются для порошкообразных и волокнистых наполнителей. Если для последних, как правило, имеет место только разрушение, сопровождающееся изменением длины наполнителя и характера его распределения, то для порошкообразных материалов в различных функциональных зонах протекают как процессы образования агломератов, так и их диспергирования. В связи с этим целесообразно рассматривать две группы процессов: I) процессы образования и диспергирования порошкообразных наполнителей, форма частиц которых может быть принята близкой к сферической; 2) процессы диспергирования волокнистых наполнителей, имеющих большую величину отношения длины к диаметру, и которые могут быть рассмотрены как гибкие нити.
Машины, применяемые для смешения и диспергирования термопластичных материалов, можно разделить на три группы: вальцы, закрытые смесители и экструзионные машины. Первые две группы представляют периодические методы получения композитов. При периодическом методе ведения процесса получения композиционных материалов введение ингредиентов, предназначенных для перемешивания, осуществляется одновременно или в определенной последовательности, и процесс смешения (диспергирования) продолжается до получения заданной степени однородности смеси. Непрерывные методы, к которым относятся экструзионные, выгодно отличаются тем, что необходимая степень однородности достигается за время одного прохода смешиваемых материалов в рабочей зоне используемого оборудования. В настоящее время широко распространены одношнековые и двухшнеко-вые экструдеры, несколько реже многошнековые и дисковые. При этом используется несколько способов совмещения полимера с наполнителем:
1. Раздельное введение несмешанных компонентов непосредственно в загрузочную воронку$
2. Введение в загрузочную воронку предварительно смешанных в сухом состоянии компонентов?
3. Введение несмешанных компонентов в загрузочную воронку; шнек при этом оснащается смесительным элементом в зоне плавления;
Методика проведения экспериментов
Кинетика плавления композиционного материала показана на рис» 2.2. Изучение механизма плавления композиционного материала в одношнековом экструдере показало, что в конце зоны транспортировки и начале зоны сжатия вследствие развивающегося давления в материале образуются агломераты наполнителя, разрушение которых наиболее интенсивно происходит в зоне плавления и продолжается уже с меньшей скоростью в последующих зонах. Кроме того, в винтовых каналах шнека происходит пропитка уплотненного наполнителя расплавом полимера, рис. 2.3, а также интенсивная сепарация наполнителя и образование его слоя на поверхности шнека о и боковой стенке нарезки 0 , рис. 2.4. Данные по распределению размеров частиц по длине шнека подтверждают интенсивное разрушение агломератов наполнителя в зоне плавления экструдера, рис. 2.5.
Изучение микротомных срезов образцов, взятых из различных участков винтового канала шнека, показало, что основным видом разрушения агломератов является отрыв частиц с его поверхности, вследствие чего образуется характерный след, напоминающий "хвост кометы", с определенным распределением размеров частиц по его длине.
Следует отметить, что в случае образования агломератов большой прочности, которая определяется давлением сжатия смеси, агломераты могут проскакивать через СДЭ без значительного разрушения. Наличие СДЭ вероятно меняет кинетику плавления, что вызвано возрастанием коэффициента дросселирования в канале шнека.
Результаты экспериментов по изучению производительности од-ношнекового экструдера с СДЭ показывают, что производительность зависит от типа применяемого СДЭ, при этом несколько снижается пульсация производительности, рис. 2.6. Пульсация производительности может быть охарактеризована средне-квадратичным отклонением (3 . На графике, рис. 2.7, показана зависимость о от частоты вращения шнека с СДЭ В 2, которая позволяет выбрать диапазон частот вращения шнека, обеспечивающий снижение пульсации производительности.
Позволил установить пленочный механизм плавления. Процесс плавления начинается в момент, когда температура стенки цилиндра за счет тепла, подводимого от электронагревателей, и внешнего трения превышает температуру плавления полимера. При этом соприкасающиеся со стенкой цилиндра частицы полимера образуют тонкую пленку расплава. Одновременно тепло к полимеру передается от шнека. Однако у поверхности шнека не наблюдается образование пленки расплава. Образующийся расплав заполняет прежде всего пустоты в гранулах, если возникающее в материале давление не устраняет эти пустоты за счет пластической деформации гранул. В момент, когда толщина пленки расплава превышает радиальный зазор между цилиндром и выступами нарезки шнека, образующаяся пленка "соскабливается" толкающей стенкой винтового канала. Расплав собирается у толкающей стенки, создавая циркуляцию потока. По мере продвижения пробки гранул по каналу ( ширина канала W ) её ширина X уменьшается, и при определенном значении - - = 0,2 4- 0,3 происходит унос пробки, представляющей собой крупный агломерат. Кроме того, крупные агломераты могут образовываться, когда скорость уноса частиц меньше скорости плавления полимера. При этом выступающая часть агломерата срезается,и её разрушение, как и разрушение остатка пробки, происходит в последующих функциональных зонах экструдера, в частности, в зоне дозирования, где для интенсификации этого разрушения установлен СДЭ. Более точные закономерности процесса разрушения агломерата порошкообразного наполнителя можно выяснить с помощью модельных установок.
Описание экспериментальной установки
Типичные зависимости интенсивности уноса в зависимости от технологических параметров процесса экструзии приведены на рис, 3.2 - 3.4.
Как видно из приведенных данных, процесс дисперигрования усиливается с возрастанием частоты вращения шнека и уменьшением диаметра канала, рис. 3.2; 3.3.
С увеличением давления таблетирования интенсивность процесса диспергирования уменьшается, рис. 3.4, что связано с увеличением прочности уплотненного порошкообразного наполнителя.
Анализ особенностей диспергирования агломератов порошкообразного наполнителя показывает, что должна наблюдаться однозначная зависимость интенсивности уноса частиц наполнителя /V от напряжения сдвига L . На рис. 3.5 показана такая зависимость для порошкообразного мела и расплава полиэтилена высокого давления, полученная на описанной выше установке. Как и следовало ожидать, интенсивность процесса диспергирования сильно возрастает с увеличением касательных напряжений тем в большей степени, чем меньше давление таблетирования порошкообразного наполнителя. В то же время наблюдается неинвариантность зависимости Ny-fl w) от диаметра канала.
Полученные зависимости имеют ряд особенностей.
Прежде всего, рассматриваемые зависимости имеют два участка. В области малых значений Tw наблюдается быстрое увеличение Ny с увеличением Т . Причем можно отметить, что кривые A/y = f( w) на этом участке при уменьшении Т стремятся к некоторому зна-чению касательного напряжения Т" . При напряжениях Т , T"w при данном диаметре капилляра диспергирования агломерата не происходит. Величина Т не зависит от величины давления таблетирования. Это может быть объяснено тем, что при низких значениях касательных напряжений осуществляется унос частиц лишь с поверхностного слоя, связь которых с другими частицаїли агломерата мало зависит от давления таблетирования. В то же время величина М/ оказалась сильно зависящей от величины диаметра канала, что может быть объяснено спецификой упаковки частиц наполнителя.
В области больших значений Tw наблюдается близкое к. линейному изменение hlu = ( Ту/) » пРичем эти участки зависимостей, полученные путем экспериментов на каналах различного диаметра, располагаются на одних и тех же прямых, выходящих из начала координат. По-видимому, на отмеченных участках наблюдается установившийся процесс пропитки уплотненного порошкообразного наполнителя расплавом полимера, отрыва и уноса частиц наполнителя из зоны пропитки. При этом процесс пропитки способствует уменьшению сил связи частиц наполнителя и облегчает отрыв частиц от основной массы.
При всех значениях параметров процесса с увеличением давления таблетирования наблюдается уменьшение диспергирования наполнителя.
Полученные данные могут быть использованы для математического описания процесса диспергирования агломератов порошкообразных наполнителей в одношнековых экструдерах, для обоснования выбора параметров проведения процесса экструзии, а также расчета смесительных и диспергирующих элементов экструзионного оборудования для получения композиционных материалов с порошкообразным наполнителем.
Устройство для измерения концентрации индикатора в модельной жидкости
На рис. 4.3. показаны кривые распределения времени пребывания частиц индикатора в зазоре между СДЭ и стенкой цилиндра экструдера, полученные при различном давлении в головке. Представленные кривые позволяют выделить несколько характерных времен, описывающих распределение времени пребывания частиц индикатора, а именно: минимальное время пребывания , наиболее вероятное время пребывания Ьг , среднее время и максимальное время пребывания Ь. , определяемое полным удалением индикатора из экструдера. Минимальное время ff , необходимое для прохождения первыми частицами индикатора расстояния от точки ввода до устройства измерения концентрации, определенное экспериментально, с достаточной точностью совпадает с его значением, рассчитанным, как для аппаратов идеального вытеснения, по формуле: i = - (4.1) где Vo,- объем глицерина, находящегося в зазоре между СДЭ и стенкой экструдера; QmQyr максимальная теоретическая производительность экструдера с СДЭ, рассчитываемая в случае его работы в режиме идеального вытеснения. Среднее время пребывания і определялось по формуле: t "Qd . С4-2) где Qd - Действительная (фактическая) производительность экструдера. Кривые отклика,снятые регистрирующим прибором ШП-4 для различных частот вращения шнека, представлены на рис. 4.4. Обращает на себя внимание характерное увеличение разброса времен пребывания при увеличении частоты вращения шнека. Примерно такая же зависимость наблюдается при увеличении длины зоны перемешивания и с ростом давления в головке экструдера. Для того чтобы выяснить, является это явление следствием увеличения-продолжительности процесса, связанного с изменением интенсивности смешения, или наблюдается действительный рост дисперсии ЕВП, необходимо было исключить масштабный фактор. Для этого полученные первичные экспериментальные кривые были обработаны в безразмерных координатах "относительная концентрация - относительное время". При - 91 О 50 100 . 150 t0 200 Рис. 4.4. Кривые отклика для различных частот вращения шнека 1 - # = 3,14 с"1; 2 - h, = 4,2 с"1; 3 - /t = 4,73 с"1 j 4 - П, = 5,25 с"1 - 92 этом относительная концентрация индикатора С определялась так: С = - (4.3) где Л - текущая концентрация индикатора на выходе экструдера; г - средняя начальная концентрация индикатора в смеси при условии равномерного распределения его по всему объему модельной жидкости, находящейся в зазоре между СДУ и стенкой экструдера. В свою очередь: С Мал (4.4) где Q- - масса вводимого индикатора; йп 0 ъем глицерина в зазоре между СДЭ и стенкой экструдера. Относительное время пребывания определялось по формуле: Qstilti (4.5) где t. - текущее время.
Полученные зависимости представлены на рис. 4.5. Из них следует, что длина зоны перемешивания L , частота вращения шнека /7 , давление в формующем инструменте Рг оказывают соответствующее влияние на характер кривой. С ростом каждого из этих параметров наблюдается увеличение дисперсии РШ, что предполагает повышение интенсивности смешения. Характер зависимостей с-((6) при различных длинах зоны перемешивания, частотах вращения шнека, давлениях в головке экструдера аналогичен и для других СДЭ.
На рис. 4.6 представлены зависимости среднего времени пребывания і от частоты вращения шнека п и длины зоны перемешивания L для различных СДЭ, что позволяет оценить влияние геометрии элемента на среднее время пребывания. Характер кривых идентичен для всех рассматриваемых СДЭ, а абсолютная величина среднего времени пребывания максимальна для СДЭ Ш 4 , что может быть объяснено большим гидравлическим сопротивлением, оказываемым СДЭ Ш 4 потоку модельной жидкости. Увеличение среднего времени пребывания с ростом длины зоны перемешивания и уменьшение - с ростом частоты вращения шнека хорошо согласуется с формулой 4, 5,
Для определения интенсивности смешения в одношнековом экст-РУДере с СДЭ использовались кривые отклика, полученные при определении РВП. В качестве критерия интенсивности смешения была вы-брана размерная (5. и безразмерная дисперсия (5 Причем размерная дисперсия несколько точнее характеризует интенсивность процесса смешения в системе. Безразмерная дисперсия позволяет определить критерий Ре, коэффициент продольного перемешивания DL , аналогичный по своему смыслу массообменному коэффициенту диффузии.
