Warszawa, dn.23.12.2009

SPRAWOZDANIE

LABORATORIUM NEMAR

ĆW. 6 MOC ORAZ SPRAWNOŚĆ NAPĘDU WYTŁACZARKI JEDNOŚLIMAKOWEJ

Prowadzący ćwiczenie: dr inż. Zbigniew Szymaniak

Zespół II b gr. ID-AO-52

Zacharczyk Radosław
Zych Grzegorz
Szuderski Grzegorz
Petrykowski Mariusz
Stankowski Michał
Wieteska Monika
Kowalski Marcin
Stegienko Marek

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową i obsługą wytłaczarki jednoślimakowej oraz wykonanie w funkcji prędkości obrotowej ślimaka wykresów:

- mocy mechanicznej ślimaka

- momentu obrotowego ślimaka

- sprawności napędu ślimaka

Ponadto na podstawie wykonanego wykresu sprawności napędu ślimaka określenie minimalnej prędkości obrotowej ślimaka.

2. Wykonanie ćwiczenia.

Ćwiczenie polegało na badaniu elektrycznych i mechanicznych parametrów procesu wytłaczania polipropylenu :

- mocy czynnej silnika [kW]

- mocy biernej [kvar]

- prądu pobieranego przez silnik [A]

- obrotów silnika [obr/min]

- obrotów ślimaka [obr/min]

- czasu działania grzałek cylindra, głowicy i wentylatorów

- ilości wytłoczonego tworzywa

- czas tłoczenia wynosił 180 [s] dla każdej prędkości.

3. Otrzymane wyniki pomiarów:

Warunki początkowe:

t₁ = 170⁰ C t₂ = 180⁰ C t₃ = 190⁰ C t₄ = 190⁰ C t_głowicy = 170⁰ C

a) z wytłaczanie

L.p.	nśl [obr/min]	nsilnika [obr/min]	t [s]	Pel [kW]	PN [kW]	Pe [kW]	Mśl [Nm]	η	Q [kvar]	I [A]	ilosc tworz.[g]
1	30	150	180	1.7	0.9	0.8	254.7	0.47	7.1	12.5	550
2	50	345	180	3	1.1	1.9	362.9	0.63	8	16	930
3	80	575	180	5	1.8	3.2	382	0.64	8.3	20	1450

pomiar 1	1	2	3	4
grzałki cylindra [s]	152	0	97	109
grzałki głowicy [s]	99	0	0	0
wentylatory [s]	25	0	13	33

pomiar 2	1	2	3	4
grzałki cylindra [s]	149	27	146	138
grzałki głowicy [s]	98	0	0	100
wentylatory [s]	29	0	14	27

pomiar 3	1	2	3	4
grzałki cylindra [s]	146	0	169	141
grzałki głowicy [s]	101	0	0	22
wentylatory [s]	28	0	0	25

b) bez wytłaczania

L.p.	nśl [obr/min]	nsilnika [obr/min]	PN [kW]	I [A]	Q [kvar]
1	30	150	0.9	4	5.6
2	50	345	1.1	5	5.9
3	80	575	1.8	6	5.9

moc [kW]	1	2	3	4
grzałki cylindra	1.5	1.5	1.5	1.5
grzałki głowicy	0,6	0,4	-	-
wentylatory	0.25	0.25	0.25	0.25

Obliczenia na podstawie zależności:

P_e = P_el - P_N [kW]

M_śl =
[Nm]

η_s =

4. Otrzymane wykresy.

5. Na podstawie wykresu sprawności w funkcji prędkości obrotowej ślimaka minimalna prędkość obrotowa ślimaka wynosi 30 [obr/min], której odpowiada sprawność 47%.

6. Wnioski.

• Proces wytłaczania charakteryzuje się niską sprawnością, dla wytłaczania politropowego uzyskaliśmy 64 % dla prędkości obrotowej ślimaka 80 [obr/min], największa jest dla wytłaczania autogenicznego do ok. 70 %

• Na całkowitą sprawność układu mają wpływ wszystkie sprawności poszczególnych elementów (grzałki, wentylatory, silnik)

• Dodatkowe straty energii są powodowane przez uruchamianie procesu (w naszym przypadku czas wynosił ok. 40 minut) dlatego proces powinien być prowadzony w sposób ciągły (minimalizacja liczby uruchomień, modyfikacje parametrów lub wymiana zużywających się elementów (np. wymiana sitka przed głowicą) procesu powinny być prowadzone w czasie jego trwania

• Regulacja obrotów silnika przez zmianę częstotliwości napięcia (falownik) powoduje powstawanie mocy biernej wywołującej zakłócenia „wtłaczane” do sieci zasilającej dlatego wymagane jest stosowanie kondensatorów kompensacyjnych w celu utrzymania współczynnika cos
  na dopuszczalnym poziomie

• Bilans energetyczny pozwala na określenie ilości energii pobieranej przez poszczególne elementy układu i poszukiwaniu oszczędności przez ich wymianę na inne bądź przez ich modyfikacje

---