Содержание к диссертации
Введение
1. ОБЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ И СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ 12
1.1. Реологические и теплофизические свойства полимерных материалов 12
1.2. Процессы тепломассопереноса в канале пластицирующего экструдера 19
1.2.1. Движение и теплообмен полимера в зоне загрузки 19
1.2.2. Плавление полимеров в винтовых каналах экструзионного оборудования 23
1.2.3. Процессы тепломассопереноса нелинейных полимерных сред в зоне дозирования и формующем инструменте 36
1.2.4. Методы интенсификации плавления в экструдерах 40
1.3. Краткие выводы и постановка задач исследования 48
2. ЭКСТРУЗИЯ АНОМАЛЬНО-ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ ШНЕКОВЫМИ МАШИНАМИ 51
2.1. Математическое описание процессов движения и теплообмена при экструзии полимеров 51
2.2. Методы решения 55
2.3. Гидродинамический анализ изотермического течения аномально-вязких жидкостей в винтовом канале экструдера 60
2.3.1. Математические модели течения в каналах экструзионного оборудования 63
2.3.2. Сравнительный анализ численных моделей изотермической экструзии 74
2.4. Выводы по главе 99
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В КАНАЛАХ ПЛАСИЦИРУЮЩИХ ЭКСТРУДЕРОВ 101
3.1. Постановка задачи и метод решения 101
3.2. Учет влияния утечек на работу экструдера 109
3.3. Анализ работы и математическое моделирование функциональных зон пластицирующего экструдера 115
3.3.1. Процессы тепломассопереноса полимера в зоне загрузки 115
3.3.2. Работа зоны задержи плавления 121
3.3.3. Процессы движения и теплообмена полимерного материала в зоне плавления 125
3.3.4. Течение расплава полимера в зоне дозирования 135
3.4. Математическая модель определения температурного поля шнека 136
3.5. Выводы по главе 141
4. ПРОЦЕССЫ ПЛАСТИЦИРУЮЩЕЙ ЭКСТРУЗИИ 143
4.1. Основные закономерности процессов движения, теплообмена и плавления полимеров в винтовых каналах пластицирующих экструдеров 143
4.2. Мощность, потребляемая экструдером 166
4.3. Смешение полимеров в экструдере 178
4.4. Исследование зависимости характеристик пластицирующего экструдера от изменения производительности и числа оборотов шнека 180
4.5. Влияние технологических и геометрических параметров на работу экструдера 195
4.6. Выводы по главе 207
5. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПЛАВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРА В КАНАЛЕ БАРЬЕРНОГО ШНЕКА ЭКСТРУДЕРА 209
5.1. Особенности построения математической модели зоны плавления экструдера с неклассической геометрией шнека 209
5.2. Исследования закономерностей работы пластицирующего экструдера в канале барьерного шнека 214
5.3. Выводы по главе 224
6. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ 226
6.1. Экспериментальное определение реологических характеристик расплавов полимеров на приборе ИИРТ-АМ 226
6.2. Обработка результатов эксперимента при определении удельной теплоемкости на микрокалориметре ДСМ-2М 239
6.3. Сравнение теоретических результатов с экспериментальными данными 246
6.4. Выводы по главе 262
7. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ЭКСТРУДЕРЕ С ФОРМУЮЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ 264
7.1. Постановка и метод решения задачи неизотермического течения расплава полимера в канале кабельной головки 264
7.2. Процессы тепломассопереноса расплава полимера в каналах напорной и трубной кабельных головок 271
7.3. Построение рабочих точек 287
7.4. Проверка адекватности работы математической модели 291
7.5. Выводы по главе 297
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 298
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 301
ПРИЛОЖЕНИЕ 325
- Реологические и теплофизические свойства полимерных материалов
- Математическое описание процессов движения и теплообмена при экструзии полимеров
- Анализ работы и математическое моделирование функциональных зон пластицирующего экструдера
- Основные закономерности процессов движения, теплообмена и плавления полимеров в винтовых каналах пластицирующих экструдеров
- Особенности построения математической модели зоны плавления экструдера с неклассической геометрией шнека
Введение к работе
В связи с ростом объемов производства полимерных материалов большое значение приобретают вопросы, связанные с созданием высокопроизводительного перерабатывающего оборудования и совершенствованием действующего. Среди многочисленных способов переработки полимеров наиболее распространенным является метод экструзии. По оценке специалистов на сегодняшний день до 60% мирового производства пластмасс перерабатывается этим методом. Использование шнековых аппаратов при переработке полимерных материалов обусловлено их высокими технологическими показателями, главными из которых являются непрерывность ведения процесса, относительная простота конструкции и сравнительно небольшие энерго- и ме-таллозатраты. Этим объясняется широкое внедрение экструдеров в ряде отраслей: кабельной, химической, пищевой и др.
Первые систематические исследования процессов экструзии полимеров на шнековых агрегатах начали появляться в 50-х годах. Исследованию процессов переработки полимерных материалов на шнековых аппаратах и их расчету посвящено немало работ отечественных и зарубежных авторов. Сюда относятся работы Н.И. Басова, B.C. Кима, Ю.В. Казанкова, С.А. Бостанджияна, В.П. Боярченко, Р.В. Торнера, В.И. Янкова, Н.М. Труфановой, О.И. Скульского , В.П. Первадчука, Э. Бернхарда, Р. Донована, Б. Маддока, Д. Мак-Келви, 3. Тадмора, Э. Фене, Ч. Чанга и др.
Вследствие большой производительности экструдеров, высокой их стоимости и достаточно высокой цены полимерных материалов, обладающих большим разнообразием свойств, экспериментальные исследования по модернизации оборудования и совершенствованию его технологических режимов превращаются в дорогостоящую и продолжительную работу. Это вызывает необходимость развития теоретических основ исследуемых процессов. Одним из основных инструментов, способствующих получению заданного результата и позволяющих свести к минимуму дорогостоящие натурные ис- пытания, является математическое моделирование. Однако существующие математические модели процессов течения, теплообмена и фазового превращения полимеров в каналах экструзионного оборудования, как правило, построенные в одномерной постановке, не позволяют проводить качественный и количественный анализ исследуемых процессов и не обладают необходимой точностью и универсальностью.
Кроме того, в теории пластицирующей экструзии остается нерешенным ряд проблем. Практически не изучено влияние пленочного и пробкового механизмов плавления и утечек через зазоры на локальные и интегральные характеристики течения расплава полимера в каналах пластицирующих экс-трудеров. Не существует удовлетворительных методик определения энергетических характеристик работы экструзионного оборудования. Практически не затронуты вопросы влияния процессов теплообмена в шнеке на процессы пластицирующей экструзии. Недостаточно изучены процессы течения, теплообмена и плавления полимерных материалов в каналах барьерных шнеков.
Рассмотрение всех этих вопросов является исключительно важным с точки зрения улучшения качества продукции, повышения эффективности работ при проектировании и модернизации экструзионного оборудования и при совершенствовании технологических режимов. Поэтому развитие теоретических основ процессов движения и теплообмена нелинейных полимерных сред в условиях фазового перехода в каналах экструзионного оборудования с помощью математического моделирования исследуемых процессов является актуальным направлением, содержащим научную новизну и практическую значимость, и представляет собой теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы.
Работа выполнялась на кафедре «Конструирование и технология электрической изоляции» Пермского государственного технического университета в рамках научно-исследовательских работ университета, проводимых по заданию Министерства образования и науки Российской Федерации, по за- каз-нарядам 1.10.02 «Математическое моделирование процессов тепломассообмена при изготовлении и эксплуатации кабелей с пластмассовой изоляцией», 1.19.05. «Математическое моделирование технологических процессов переработки полимеров на экструзионном оборудовании».
Диссертация состоит из введения, семи глав, основных выводов, библиографического списка и приложения.
Первая глава включает обзор и анализ работ по исследуемой проблеме, а также формулировки целей и задач диссертации.
Во второй главе с единых позиций механики сплошных сред приводится математическое описание процессов движения и теплообмена полимеров в винтовых каналах при экструзии полимеров. Исследуются одномерные и двумерные математические модели изотермического течения аномально-вязких жидкостей в канале шнековых машин.
В третьей главе предлагается трехмерная математическая модель процессов тепло- и массопереноса полимерных материалов в условиях фазового перехода в канале пластицирующего экструдера, охватывающая все функциональные зоны, начиная от зоны загрузки и заканчивая зоной дозирования, работающая совместно с осесимметричной моделью по определению температуры шнека и учитывающая: нелинейность свойств материала; внутреннюю диссипацию; вынужденную конвекцию; влияние потока утечек расплава полимера через зазор между гребнем нарезки червяка и внутренней поверхностью цилиндра.
Численным исследованиям работы пластицирующего экструдера с классической геометрией шнека посвящена четвертая глава. На основе разработанной математической модели изучены закономерности процессов движения и теплообмена полимеров в канале пластицирующего экструдера и исследованы энергетические параметры его работы. Рассмотрено влияние технологических и геометрических факторов на характеристики пластицирующего экструдера.
В пятой главе предлагается физическая модель интенсификации плавления полимера в канале барьерного шнека, на основании которой строится математическая модель. Проводятся численные исследования закономерностей процессов тепло- и массопереноса полимера в канале шнека с дополнительным барьерным гребнем.
Шестая глава посвящена проверке адекватности разработанных математических моделей процессам пластицирующей экструзии. Предлагаются методики определения реологических и теплофизических характеристик полимерных материалов. Проводится сравнение теоретических результатов, полученных с помощью предложенных математических моделей, с экспериментальными данными. По результатам сравнения сделаны выводы об адекватности разработанной модели и методов расчета реальному процессу.
Моделированию процессов тепломассопереноса экструдера с формующим инструментом посвящена седьмая глава, в которой представлена методика построения рабочих точек в результате совместного решения задач движения и теплообмена полимера в винтовом канале пластицирующего экструдера и канале кабельной головки.
Основные результаты диссертации изложены в работах [143-158, 164, 166-172, 180-197, 199-203, 205, 209-214, 218-220].
Научная новизна.
На основе математического моделирования развита теория процессов экструзии нелинейных полимерных сред в условиях теплообмена, внутренней диссипации, фазового перехода, позволяющая повысить степень адекватности описания реально протекающих процессов, находить новые технические решения при конструировании оборудования и выбирать необходимые технологические режимы его работы.
Разработаны качественно новые пространственные математические модели процессов течения, теплообмена и фазового превращения полимерных материалов в каналах экструзионного оборудования с различной геомет- рией шнека с учетом вынужденной конвекции расплава, диссипативного тепловыделения, пленочного и пробкового механизмов плавления.
Предложена методика учета утечек расплава полимера через зазор над гребнем шнека в каналах пластицирующих экструдеров и установлено их влияние на локальные и интегральные характеристики гидродинамических процессов.
Впервые разработаны математическая модель задачи общего теплообмена экструдера для определения температурного поля шнека с учетом внутренней диссипации и алгоритм итерационной процедуры совместного ее решения с решением задачи тепломассопереноса полимера в канале экструдера.
Предложена методика определения энергетических характеристик экс-трузионного оборудования.
Установлен ряд отличительных закономерностей процессов течения, теплообмена и плавления полимеров в каналах классического и барьерного шнеков пластицирующих экструдеров.
Предложен алгоритм итерационной процедуры определения рабочих точек экструзионного оборудования и формующего инструмента.
Разработана новая методика обработки результатов эксперимента при определении зависимости удельной теплоемкости от температуры полимера с фазовым переходом, которая позволяет устранить систематическую ошибку, связанную с инерционными процессами в образце.
На защиту выносятся:
Математические модели процессов движения, теплообмена и плавления нелинейных полимерных сред в каналах экструзионного оборудования с различной геометрией шнека.
Математическая модель общего теплообмена экструдера и алгоритм итерационной процедуры по определению температурного поля шнека.
Методика определения энергетических характеристик экструзионного оборудования.
Результаты численных исследований процессов гидродинамики, теплообмена и фазовых превращений нелинейных полимерных сред в шнековых агрегатах и кабельных головках.
Алгоритм итерационной процедуры построения рабочих точек экструзионного оборудования и формующего инструмента.
Методика обработки экспериментальных данных при определении зависимости удельной теплоемкости от температуры полимеров с фазовыми переходами, значительно снижающая систематическую ошибку измерений.
Достоверность полученных результатов обеспечивается удовлетворительным совпадением их с известными теоретическими результатами, с результатами проведенных экспериментальных исследований, экспериментальными данными других авторов и с существующими точными решениями тестовых задач.
Практическая значимость и реализация результатов работы.
Разработанные в диссертационной работе математические модели процессов течения, теплообмена и плавления полимеров в каналах экструзион-ных машин и формующих инструментов, методики определения реологических и теплофизических характеристик полимерных материалов позволяют: проектировать новое оборудование, находить технические решения при его разработке и совершенствовать технологические режимы, сведя к минимуму дорогостоящие натурные испытания; строить зависимости производительности и температуры на выходе экструзионного оборудования с формующим инструментом от числа оборотов шнека. определять области локальных перегревов, что является важным при рассмотрении процессов переработки современных полимерных материалов, обеспечение высоких эксплуатационных характеристик которых может быть достигнуто только при строгом соблюдении заданных температурных режимов; прогнозировать степень снижения производительности пластицирующих экструдеров при увеличении зазора над гребнем шнека в процессе его износа; учитывать влияние процессов теплообмена в шнеке на процессы пласти-цирующей экструзии и управлять ими; определять реологические и теплофизические свойства полимерных материалов и с помощью математических моделей подбирать рациональные технологические режимы их переработки; разрабатывать системы автоматического управления и регулирования технологическими процессами.
Численные исследования, проведенные автором, расширяют представления о протекающих процессах движения и теплообмена нелинейных полимерных сред в каналах экструзионного оборудования в условиях фазового перехода.
Практические рекомендации использованы при совершенствовании технологических режимов работы пластицирующих экструдеров при изготовлении пластмассовой изоляции и оболочек кабелей на ОАО «Камкабель» г. Перми, что подтверждено актом внедрения в приложении к диссертационной работе. Теоретические результаты диссертации используются в учебном процессе Пермского государственного технического университета.
В. И. Янкову , стоявшему у истоков данной работы.
Автор выражает искреннюю благодарность за научное консультирование и содействие в выполнении работы д-ру. техн. наук, проф. Н. М. Труфановой и д-ру. техн. наук, проф. Н. А. Труфанову. Автор глубоко признателен д-ру. техн. наук, проф., заслуженному деятелю науки и техники РФ
Реологические и теплофизические свойства полимерных материалов
Для анализа закономерностей течения жидкостей используют феноменологический подход и метод, основанный на применении молекулярно-кинетических представлений. При феноменологическом (формализованном) подходе используются модели, характеризующие реальные свойства, и дается их математическое описание, а во втором случае особенности течения рассматриваются с точки зрения строения полимеров на молекулярном и надмолекулярном уровнях [1-3]. Модели течения жидкостей, построенные на основе феноменологического подхода, находят наиболее широкое применение при математическом моделировании процессов переработки пластмасс и в инженерных расчетах технологических режимов в связи с тем, что они с высокой точностью описывают характер течения жидкостей и достаточно просты [3-6].
Расплавы полимеров являются сложными реологическими системами, в которых возможно развитие одновременно трех видов деформации: мгновенной упругой, высокоэластической и пластической [1-4].
Наиболее сильно влияние упругости проявляется при нестационарных режимах и резких изменениях формы каналов. Однако в червячных экстру-дерах течение полимеров, как правило, происходит при стационарных режимах и в каналах с плавно изменяющейся геометрией, поэтому эффект упругости не будет оказывать сколько-нибудь заметного влияния на характер течения. Это замечание в некоторой степени справедливо и для формующих каналов, которые на практике также изготавливают по возможности с плавными переходами. Таким образом, при рассмотрении процессов тепломассо-переноса в каналах экструзионного оборудования и формующего инструмента можно пренебречь влиянием упругости и ограничиться рассмотрением только вязких свойств полимеров [4-7].
Для неупругих жидкостей для описания реологических свойств достаточно одной материальной функции - вязкости \х, которая на качественном уровне обычно определяется как сопротивление течению жидкости. Строгое определение вязкости связано с понятием интенсивности диссипируемой (рассеиваемой) энергии [1].
Математическое описание процессов движения и теплообмена при экструзии полимеров
Математическое представление процессов движения и теплообмена расплавов полимеров и других жидкостей основывается на законах сохранения массы, количества движения и энергии [118-122]. Математизация законов сохранения приводит к системе дифференциальных уравнений, которые для стационарного и ламинарного течения несжимаемой жидкости имеют вид где р-плотность полимера; С-удельная теплоемкость полимера; Х- коэффициент теплопроводности полимера; V - вектор скорости; Т- температура; Р- гидростатическое давление; т - тензор девиатора напряжений; т: VV -необратимый прирост внутренней энергии на единицу объема вследствие диссипации энергии при вязком течении; V - символический вектор набла. Уравнение (2.2) записано при условии, что массовые силы малы по сравнению с силами вязкого трения.
Математическое описание процессов течения жидкости в винтовых каналах шнековых машин наиболее часто производится в декартовой или цилиндрической системах координат.
Анализ работы и математическое моделирование функциональных зон пластицирующего экструдера
Первой зоной в пластицирующем экструдере (рис. 3.1) является зона загрузки. Полимер в этой зоне существует только в твердом состоянии. На первых 1,5-2 витках шнека материал уплотняется, а далее продвигается по каналу как твердая пробка с постоянной скоростью [4,24]. Транспортировка и уплотнение гранулята в зоне загрузки червячного пластицирующего экструдера происходит благодаря наличию сил трения между твердым материалом и подвижной верхней стенкой.
Точный анализ движения сыпучих материалов в закрытых каналах является достаточно сложной задачей [4]. Основная причина трудностей заключается в том, что в зоне загрузки происходит уплотнение сыпучего материала. Эти затруднения еще в большей степени усугубляются сложностью процессов переработки полимеров, сопровождающихся возрастанием температуры в результате трения и внешнего нагрева и высокоэластичным поведением полимерных сыпучих систем при деформации, а также характеризующихся сравнительно большой величиной отношения размера гранул полимеров к размеру канала. Поэтому рассмотрим процесс движения материала в зоне загрузки с использованием ряда упрощающих предположений.
Сделаем следующие допущения [155,158,170-172]: процессами деформации и уплотнения твердого материала (пробки) на первых 1,5-2 витках пренебрегаем; уплотненный материал находится в состоянии установившегося движения (скорость пробки полимера U постоянна); продольные (вдоль оси z) и поперечные компоненты напряжения меняются только с изменением координаты z; отношение поперечной составляющей напряжения к продольной равно постоянной величине к и не зависит от положения точки; коэффициент трения постоянен; температурным эффектом в случае установившегося движения пренебрегаем [4].
Основные закономерности процессов движения, теплообмена и плавления полимеров в винтовых каналах пластицирующих экструдеров
Численные исследования проведены для экструдера с классической геометрией шнека, геометрические размеры которого представлены в таблице 4.1.
В качестве полимеров для исследования выбраны: поликапроамид (ПКА), полиэтилентерефталат (ПЭТФ), полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП).
Реологические и теплофизические свойства полимеров приведены на рисунках 4.1, 4.2 и в табл. 4.2. Расплавы полимеров ПКА и ПЭТФ относятся к ньютоновским жидкостям, а ПЭ и ПП - к псевдопластическим. Следует отметить существенную нелинейность полипропилена относительно изменения скорости сдвига. Зависимость вязкости от температуры для всех рассматриваемых полимеров подчиняется закону Рейнольдса [4,7].
Зависимости удельной теплоемкости и коэффициента теплопроводности от температуры при проведении расчетов аппроксимировались кусочно-линейными функциями. Индекс s в табл. 4.2 соответствует твердому состоянию полимера, am- расплавленному.
Начальная температура гранулята Tzo для всех полимеров одинакова и равна 20 С. Температуры цилиндров экструдера Гц по его зонам при переработке рассматриваемых полимеров изменяется так, как показано на рис. 4.3. Пунктирными линиями здесь показана температура плавления полимеров Тп. Видно, что температура цилиндра при переработке ПКА превышает температуру плавления на 50 С, при переработке ПЭТФ - на 30 С, при переработке ПЭ - на 90 С, при переработке ПП - на 34 С. Температура в шнеке рассчитывалась по модели (3.52), (3.53) с учетом диссипативного источника тепла, определяемого по модели (3.1)-(3.4), (3.9), (3.14). При этом на внутренней поверхности отверстия шнека задавались адиабатические условия.
На рис. 4.4 показано изменение эффективной вязкости расплава полимеров от скорости сдвига в диапазоне от 1 до 1000 с 1 при температуре, равной температуре корпуса на выходе из экструдера (см. рис. 4.3). Для ПКА зависимость построена при температуре 270С, для ПЭТФ - 300С, для ПЭ -200С и для ПП - 210С. Из рисунка видно, что практически во всем рассматриваемом диапазоне изменения скорости сдвига вязкость ПЭ и ПП значительно выше вязкости ПКА и ПЭТФ, имеющих ньютоновский характер ее поведения.
Особенности построения математической модели зоны плавления экструдера с неклассической геометрией шнека
В последние годы стали широко использовать шнеки с дополнительным (барьерным) гребнем (см. рис. 5.1). В зоне плавления таких шнеков располагается вторичный гребень, разделяющий канал шнека на два: канал твердой фазы, в котором происходит транспортировка и плавление твердого полимера, и канал жидкой фазы (канал расплава), служащий для переноса и гомогенизации расплавленного полимера. Зазор между барьерным гребнем и корпусом достаточно мал (0,4 -г 0,8 мм), поэтому в таком шнеке нерасплавленный полимер не может попасть в канал расплава. Глубина канала в зоне дозирования у таких шнеков больше, чем у аналогичных шнеков с классической геометрией.
Как отмечалось выше, плавление полимера в классических пластици-рующих экструдерах сначала происходит по пленочному механизму с деформацией пробки, а после того, как ее ширина станет меньше трети ширины канала, механизм плавления переходит в пробковый (бездеформационный), оставаясь таковым до полного расплавления твердого полимера. При пленочном механизме плавления деформация пробки, форма которой близка к прямоугольной, обусловлена перепадом давления в поперечном сечении канала. Интенсивность плавления твердого полимера на этом этапе зависит от ширины пробки. При переходе к пробковому механизму скорость плавления снижается.
Шнеки с дополнительным барьерным гребнем экструдеров, работающих на номинальной производительности, на всем протяжении геометрической зоны плавления должны исключить вторую стадию плавления. При этом деформация пробки здесь должна происходить не только за счет наличия перепада давления в поперечном сечении канала, но и, в первую очередь, за счет уменьшения сечения канала твердой фазы.
Наиболее широкое распространение при переработке пластмасс на экс-трузионном оборудовании находят шнеки с барьерным гребнем, схема развернутого канала которого показана на рис. 5.2. Ширина канала твердой фазы в геометрической зоне плавления этих шнеков постепенно сужается, в то время как ширина канала расплава пропорционально растет. Одновременно с этим происходит одинаковое уменьшение глубин каналов твердой фазы и расплава. Ниже под шнеками с неклассической геометрией (барьерными шнеками) будем рассматривать только такую конструкцию шнеков.
Рассмотрим отличительные особенности работы зоны плавления в канале шнека с барьерным гребнем, представленном на рис. 5.2, геометрия которого, на первый взгляд, не совсем способствует увеличению интенсивности плавления полимера, поскольку по мере продвижения пробки полимера по каналу твердой фазы из-за уменьшения ее ширины, казалось бы, снижается площадь контакта «пробка - цилиндр» и «пробка - шнек». Однако при достаточно высокой производительности, когда в классическом шнеке при прочих одинаковых условиях плавление полимера заканчивается в геометрической зоне дозирования, в канале твердой фазы барьерного шнека должно происходить «запруживание» пробки полимера, в результате чего скорость продвижения твердой фазы снижается, что компенсируется полным или частичным заполнением ее области бассейна расплава перед барьерным и, может быть, основным гребнями «выше по течению». Это приводит к увеличению площади контакта «пробка - цилиндр», «пробка - шнек», и при снижении скорости пробки - к росту времени пребывания ее в зоне плавления. Тем самым, процесс плавления интенсифицируется и полностью локализуется каналом твердой фазы. Дальнейшее увеличение производительности может ограничиваться, с одной стороны, явлением закупорки, поскольку объема жидкой фазы может быть не достаточно для компенсации снижения скорости пробки, с другой, что более вероятно, резким падением давления на выходе, поскольку в геометрической области плавления при снижении скорости движения пробки в канале будут реализовываться значительные отрицательные градиенты давления.
