雙溝道單螺桿之電腦模擬

Abstract

針對傳統單螺桿的缺點，各種修正型的螺桿設計不斷推陳出新。例如能避免固體床崩 潰現象的各種障壁螺桿（barrier screws）；為增加混煉效果而增裝的各式混合頭（ mixing heads）以及特別適用於nylon的零進料段及計量段螺桿（zero-feed,zero- met er screw）等等。 本論文所研究之雙溝道螺桿是在傳統單螺桿溝道中增加一道主梯板（primary flight ），使膠料在兩個溝寬較窄的溝道中平行前進。由於溝道中獨立的固體床寬度較窄， 因此熔融薄膜厚度也較薄。熔融薄膜越薄則有利於套筒對固體床的熱傳導，此外在固 定螺桿轉速下較薄的熔融薄膜也會有較大的剪切率，黏滯熱也會比較高。所以雙溝道 螺桿的設計目的在期望明道的存在而使得阻力增加並延長固體傳送區的長度，但另一 方面雙溝道的存在可以維持供料的穩定與規則，並且能夠避免螺桿受重力或壓力分布 不均產生的偏斜現象。 研究中主要根據Tadmar model熔融模式，模擬HDPE高分子材料在雙溝道螺桿的押出程 序。藉由各種操作參數（螺桿轉速、套筒溫度及押出量等）以及幾何參數（溝深、壓 縮區長度及壓縮比等）的改變來比較雙溝道螺桿與傳統單螺桿的表現差異。最後再與 四種不同的障壁螺桿（Maillefer,Dray & Lawrence,Kim,Barr）略做比較。