PRÁTICA 1. EXTRUSORA DE HUSILLO SIMPLE

Transcripción

1 PRÁTIA. EXTRUSORA DE HUSILLO SIMPLE OBJETIVOS: E ojetivo de a prátia es amiiarizar a aumno on diversos aspetos reaionados on e proeso de etrusión, taes omo e hinhamiento postetrusion, irreguaridades en e etruido o determinaión de tiempo de residenia en una etrusora.. Distriuión de tiempos de INTRODUIÓN. Para aordar e estudio de este proeso se suee proeder a su modeizaión mediante e desenrroamiento de amino heioida que deería reorrer e materia oteniendo un ana iíndrio, uya parte inerior estaría onstituida por e husio y uya parte superior sería a superiie de reinto donde se uia diho husio. V V φ Vz φ y z En diha modeizaión se asume que es a superiie superior a que se mueve on una veoidad VπND, y ormando un ánguo φ on a direión de rente de materia, siendo φ e ánguo de as aetas de tornio, N a veoidad de giro de husio y D su diámetro. E panteamiento y resouión de a euaión de ontinuidad para este modeo, que serán tratados en as ases teórias, permite deduir una epresión para a veoidad en a direión de as y en a direión aia :

2 u V sen φ V v osφ + v u V V Q p p H donde : Φ ' Qd z 6μVz y H z ( ) sen φ ( ) Q + Q p H z 6μV osφ p d sen φosφ donde H es a atura de ana y μ a visosidad de materia que uye por su interior. Para auar e tiempo medio de residenia de uido en e interior de ana haría que atender a peri de veoidades en e mismo. E primer heho a destaar es a orma de peri de as veoidades v, que muestra una orma omo a de a igura: y/h En a que se oserva omo parte de uido se despaza en un sentido en a parte superior, mientras que parte de é o hae en sentido inverso por a parte inerior, presentando un punto de veoidad nua a. Eo sugiere que una porión de uido haría un reorrido onéntrio a a seión de ana, si ien por a parte inerior (más anha) deería de ir a muha menos veoidad que por a parte superior (más estreha). Esta iruaión íia aompañada de a presenia de una omponente haría que e uido uera haiendo un reorrido omo e que muestra a igura siguiente: u

3 En primer ugar es neesario situar a posiión de una partíua en a parte inerior de ana, y que oupaa una posiión en a parte superior de ana. Dadas as araterístias de ujo, a porión de uido omprendida entre 0 y deería de orresponder on a omprendida entre y : o u d u d que estaee una reaión entre y. Reaizando as integraes de amos miemros se otiene: de donde se podría onuir: + La veoidad aia promedio de un uido que aterna su posiión entre a parte superior e inerior se auaría omo: v ( ) t + v ( )( t ) v donde t es a raión media de tiempo que pasa en a parte superior: t u ( ) u ( ) Así pues, e tiempo de residenia de una partíua podrá ser auado omo e oiente entre a ongitud de ana y a veoidad media de uido:

4 t V L sen φosφ( + Φ') [ + ] E tiempo de residenia mínimo es aque que orresponde a trayetorias o más ortas posies, que umpen. E siguiente paso es onoer qué raión de uido deja a etrusora tiene un ierto tiempo de residenia. Esto viene dado por a distriuión de tiempos de residenia (t): dq + dq ( t) dt Q donde dq es a raión de ujo entre y +d, mientras que dq es a raión de ujo entre y +d : donde: dq WHV dq z WHV z ( Φ Φ ) d ( Φ Φ ) d d d Sustituyendo se otendría: 9 ( t) dt Vsen φosφ ( ) ( Φ ) ( 6 4 ) dt + Lo ua permitiría auar un tiempo medio de residenia: L t t ( t) dt sen φosφ Φ to V ( ). PROEDIMIENTO EXPERIMENTAL.. HINHAMIENTO POSTEXTRUSIÓN-FRATURA DEL FUNDIDO. 4

5 Medir e hinhamiento a a saida de a oquia para os tres apiares a tres temperaturas de oquia distintas para os dos materiaes a estudiar (PS y SAN)... MEDIDAS DE TIEMPOS DE RESIDENIA. Para ada uno de os apiares, seeionar 4 veoidades de giro (6,,0,0 rpm) y aimentar a etrusora on ada uno de os materiaes (PS y SAN) a unas temperaturas de y º respetivamente. Una vez se haya aanzado e régimen estaionario (no hay variaiones de P y T), tomar as medidas neesarias para auar a visosidad de undido y aimentar e equipo on e onentrado de oor; anotar e tiempo a que empieza a sair por a oquia y e tiempo a ua termina de sair. omproar y anotar a posie eistenia de irreguaridades en e peri de etruido.. UESTIONES... HINHAMIENTO POSTEXTRUSIÓN-FRATURA DEL FUNDIDO. Anaizar a inuenia de a temperatura, y radio de apiar en e hinhamiento postetrusión. Reaizar gráias anáogas a as presentadas en a Figura. de iro de Tadmor y Gogos. Anaizar tamién qué atores avoreen a apariión de irreguaridades en e etruido... MEDIDA DE TIEMPOS DE RESIDENIA. auar os tiempos mínimo y medio de residenia empeando as euaiones anteriores a partir de os datos disponies y omparar on os datos medidos eperimentamente. Enumerar as razones por as que puede eistir dierenias entre tiempos reaes y tiempos auados. 5