A new extrusion head with integrated ultrasonic device and online process parameters measurements system — design and testing

Muniesa, M.; Fernández, Á.; Clavería, I.; Javierre, C.; Sarasua, J. A.; Blanco, M.

doi:10.14314/polimery.2015.209

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

A new extrusion head with integrated ultrasonic device and online process parameters measurements system — design and testing

Autorzy

Muniesa M. , Fernández Á. , Clavería I. , Javierre C. , Sarasua J. A. , Blanco M.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2015.209

Warianty tytułu

Nowa głowica wytłaczarki z wbudowanym urządzeniem ultradźwiękowym i układem bezpośredniego pomiaru parametrów procesu — projekt i testowanie

Języki publikacji

Abstrakty

A new extrusion die with integrated ultrasonic device and online viscosity monitoring system was designed. This new construction was tested in the process of high density polyethylene (PE-HD) extrusion. Ultrasonic vibration is applied at various flow rates of material flowing through the output die channel, making the process more efficient. Under ultrasounds application, extrudate flow rate is enhanced by up to 10 %. Die pressure is reduced by up to 16 % for all the rates studied, being this reduction higher as flow rate is lower. Viscosity values are reduced by between 5 and 8 %, depending on the flow rate applied. Temperature is slightly increased.

Zaprojektowano nową głowicę wytłaczarki z wbudowanym urządzeniem ultradźwiękowym i systemem bezpośredniego pomiaru lepkości stopionego polimeru. Tę nową konstrukcję testowano prowadząc proces wytłaczania polietylenu dużej gęstości (PE-HD). Badano wpływ wibracji ultradźwiękowych na efektywność procesu wytłaczania przy różnych szybkościach przepływu stopu polimeru przez kanał dyszy wylotowej. Zastosowanie ultradźwięków powodowało zwiększenie przepływu stopu nawet o 10 %. W przypadku wszystkich badanych szybkości przepływu zaobserwowano zmniejszanie się ciśnienia w dyszy wylotowej, przy czym zmniejszenie to było tym większe (osiągając 16 %) im mniejszy był przepływ. Wibracje ultradźwiękowe powodowały także spadek lepkości od 5 do 8%, w zależności od zastosowanej szybkości przepływu. Energia ultradźwięków dostarczana do stopu tylko nieznacznie zwiększała jego temperaturę.

Słowa kluczowe

extrusion head design ultrasounds viscosity parameters monitoring extrudate

wytłaczanie konstrukcja głowicy ultradźwięki lepkość monitorowanie parametrów wytłoczyna

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej

Czasopismo

Polimery

Rocznik

2015

Tom

T. 60, nr 3

Strony

209--216

Opis fizyczny

Bibliogr. 34 poz., rys.

Twórcy

autor

Muniesa M.

University of Zaragoza EINA, Mechanical Department, Maria de Luna 3, 50018 Zaragoza, Spain

autor

Fernández Á.

University of Zaragoza EINA, Mechanical Department, Maria de Luna 3, 50018 Zaragoza, Spain
AITIIP Foundation, Poligono Industrial Empresarium, C/Romero 12, 50720 Zaragoza, Spain

autor

Clavería I.

isabel.claveria@unizar.es

University of Zaragoza EINA, Mechanical Department, Maria de Luna 3, 50018 Zaragoza, Spain

autor

Javierre C.

University of Zaragoza EINA, Mechanical Department, Maria de Luna 3, 50018 Zaragoza, Spain

autor

Sarasua J. A.

IK4-TECHNIKER, Polo Tecnológico Eibar, C/Iñaki Goenaga 5, 20600 Guipuzkoa, Spain

autor

Blanco M.

IK4-TECHNIKER, Polo Tecnológico Eibar, C/Iñaki Goenaga 5, 20600 Guipuzkoa, Spain

Bibliografia

[1] Tadmor Z., Gogos C.G.: “Principles of Polymer Processing”, John Wiley & Sons, 1979, p. 736. http://dx.doi.org/10.1002/aic.690260135
[2] Sikora J.W., Kapusniak T.: Polimery 2005, 50, 748.
[3] Sasimowski E., Sikora J.W., Krolikowski B.: Polimery 2014, 59, 505. http://dx.doi.org/10.14314/polymery.2014.505
[4] Sakai T.: Polimery 2013, 58, 847. http://dx.doi.org/10.14314/polymery.2013.847
[5] Sarasa J., Gracia J.M., Javierre C.: Bioresource Technol. 2009, 100, 3764. http://dx.doi.org/10.1016/j.biortch.2008.11.049
[6] Ganster J., Erdmann J., Fink H.P.: Polimery 2013, 58, 423. http://dx.doi.org/10.14314/polymery.2013.423
[7] Fernández A., Muniesa M., Javierre C., Camanes V.: Adv. Mat. Res. 2012, 445, 313. http://dx.doi.org/10.4028/scientific5/amr.445.313
[8] Fernández A., Muniesa M., González J.: J. Mech. Eng. 2013, 59, 183. http://dx.doi.org/10.5545/sv-jme.2012.417
[9] Chen J., Chen Y., LiH. et al.: Ultrasonics Sonochemistry 2010, 17, 66. http://dx.doi.org/10.1016/j.ultsonch.2009.05.005
[10] Price G.J.: “New methods of polymer synthesis”(Eds. Ebdon J.R., Eastmond G.C.), London Chapman & Hall, 1995, Vol. 2. http://dx.doi.org/10.1007/978-94-011-0607- 8
[11] Margulis M.A.: “Sonochemistry and Cavitation”, Gordon and Breach Science Publishers SA, 1995.
[12] Isayev A.I., Wong C.M., Zeng X.: Adv. Pol. Tech. 1990, 10, 31. http://dx.doi.org/10.1002/adv.1990.060100104
[13] Isayev A.I., Hong C.K.: Polym. Eng. Sci. 2003, 43, 91. http://dx.doi.org/10.1002/pen.10008
[14] Isayev A.I., Hong C.K., Kim K.J.: Rubber Chem. Technol. 2003, 76, 923. http://dx.doi.org/10.5254/1.3547782
[15] Lin H., Isayev A.I.: J. Appl. Polym. Sci. 2006, 102, 2643. http://dx.doi.org/10.1002/app.24057
[16] Feng W., Isayev A.I.: Polymer 2004, 45, 1207. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2003.12.033
[17] Yan D., Wang W.J., Zhu S.: Polymer 1999, 40, 1737. http://dx.doi.org/10.1016/s0032-3861(98)00318-8
[18] Schmachtenberg E., Schulte zur Heide J., Töpker J.: Polym. Test. 2005, 24, 330. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymertesting.2004.11.002
[19] Michaeli W., Starke C.: Polym. Test. 2005, 24, 205. http://dx.doi.org/10.1016/polymertesting.2004.08.009
[20] Datta D., Kirchhoff J., Mewes D. et al.: Polym. Test. 2002, 21, 209. http://dx.doi.org/10.1016/s0142-9418(01)00072-1
[21] Isayev A.I., Kumar R., Lewis T.M.: Polymer 2009, 50, 250. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2008.10.052
[22] Smith G.D., Brown E.C., Barnwell D. et al.: Plast. Rubber Compos. 2003, 32, 167. http://dx.doi.org/10.1179/146580103225002759
[23] Blanco M., Sarasua J.A., López M. et al.: “Ultrasound assisted extrusion of poliamide 6 nanocomposites based on carbon nanotubes” from Macromolecular Symposia 321—322, 2012, p. 80.
[24] Muniesa M., García L., Castell P. et al.: Mater. Res. Innov. 2014, 18, 85. http://dx.doi.org/10.1179/1432891714z.000000000386
[25] Wang M.,WangW., Liu T., ZhangW.D.: Compos. Sci. Technol. 2008, 68, 2498. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.05.002
[26] Klozinski A., Sterzynski T.: Polimery 2005, 50, 455.
[27] Alig I., Steinhoff B., Lellinger D.: Meas. Sci. Technol. 2010, 21, 062001. http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/21/6/062001
[28] Fernández A., Mercado D., Javierre C., Muniesa M.: J. Mech. Eng. 2008, 54, 258.
[29] Javierre C., Clavería I., Ponz L., Aísa J., Fernández A.: Waste Manage 2007, 27, 656. http://dx.doi.org/10.1016/j.wasman.2006.03.005
[30] Pat. Spain 2 263 377 (2006).
[31] Muniesa M., Fernández A., Javierre C.: Polym. Test. 2014, 3, 107. http://dx.doi.org/10.1016/polymertesting.2013.11.008
[32] Aho J., Syrjälä S.: Polym. Test. 2011, 30, 595. http://dx.doi.org/10.1016/polymertesting.2011.04.014
[33] Pat. WO 2004024415A1 (2002).
[34] Friesenbichler W., Duretek I., Rajganesh J., Kumar S.R.: Polimery 2011, 56, 58.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-e5961b94-5d6d-4a0a-bd8a-43bd71971222