MAILLEFER和KIM螺桿在熔化區之性能探討

Abstract

障壁螺桿是針對一般單螺桿在熔化區內會有固體床破裂, 塞料, 熔融不完全, 混合不 均勻等現象產生而發展出來的改良螺桿。此種螺桿是在進入熔化區後多導入一障避檔 板, 讓固體和熔融的液體各別流入障壁檔板的兩側一固體溝道和液體溝道- 。在固體 溝道內固體受到外筒的加熱和轉動所生成的機械能轉換成熱能讓固體熔融。被熔融的 液體在外筒與固體形床間形成熔融的薄膜, 熔融的薄膜受到橫溝道方向力量的拖曳, 經過障壁檔板的隙縫, 流入液體溝道, 因此固體與液體各自在其溝道內流動, 而可以 避免單螺桿固液共存於同一斷面所產生的缺點。 本文所要討論的是將障壁螺桿分成固體溝道的液體溝道二部份, 以流體的流動方程式 及技師平衡關係式, 建立起二溝道內之熔融及流動的數學模式, 以數值方法來解得固 液體之速度, 溫度分佈, 熔化速率及壓力的大小。並且比較二種不同障壁螺桿- mai- llefer螺桿和Kim 螺桿--其不同的幾何形狀, 在相同的螺桿進料半徑及溝道寬度、深 度, 對相同的質量流率, 轉速和外筒溫度等操作條件之下, 固體的熔化速率, 液體壓 力及流動速度等在螺桿內的重要設計參數。經上述比較結果可歸納得知, 欲得到較好 的螺桿設計可經由改變螺桿的螺旋角度, 保持一定的固體溝道寬度, 及減少固體溝道 深度等條件有利於增加螺桿的熔化效率。