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--- berechnungen:leistung_und_schubspannungen [2024/07/01 12:26] – neelest
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-======Leistung und Schubspannungen ======
-===== Leistung und Schubspannungen =====
-Auch zur Berechnung der Leistung und Schubspannungen sind die gleichen Angaben erforderlich, wie zur Aufschmelzverlaufsberechnung.
-**Umsetzung der theoretischen Grundlagen**
-Bei der Leistungsberechnung wird zwischen Anschmelz- und Aufschmelzbereich unterschieden. Im Anschmelzbereich, also vom Beginn der ersten Heizzone, bis zum Ort der Schmelzewirbelbildung kann die Leistung über eine mittlere Schmelzeschichtdicke unter der Annahme eines reinen Schleppstromes im
-Schmelzefilm ermittelt werden. Die Leistungsumsetzung im reinen Feststoffbereich zwischen Trichter und erster Heizzone wird vernachlässigt, da sich dort noch kein Druck aufgebaut hat, und die Feststoffreibungskräfte an der Zylinderwand vernachlässigbar klein gegenüber den Schmelzefilmreibungskräften sind.
-Die Berechnung für die übrigen Zonen läuft auf eine Summierung der Wandschubspannungen am Zylinder hinaus. Ähnlich wie bei der Druck-Durchsatzberechnung wird hier auf Approximationsgleichungen zurückgegriffen, welche auf numerischen Untersuchungen beruhen. Hierbei wird zwischen dem
-Aufschmelzbereich, wo hohe Schubspannungen im Schmelzefilm auftreten und der reinen Schmelzeförderung unterschieden.
-Aus dem örtlichen Leistungsbedarf wird die insgesamt benötigte Antriebsleistung (ohne Getriebeverlust) sowie das Gesamtdrehmoment berechnet.
-Die Temperierleistung setzt sich aus Anteilen des Schmelzefilms und des Schmelzewirbels zusammen. Für beide Bereiche wird der Temperaturgradient an der Zylinderwand ermittelt und daraus über eine Energiebilanz die erforderliche Temperierleistung bestimmt. Die sich an jedem Berechnungspunkt ergebenden Leistungen werden für die jeweiligen Heizzonen zusammengefasst. Die Temperierleistungsberechnung berücksichtigt nur den Wärmestrom zwischen Heizband und Schmelze, nicht jedoch Wärmeverluste (jeglicher Art) nach außen.
-Die Leistungsberechnung basiert auf den Ergebnissen der vorherigen Berechnungen (Druck-Durchsatz, Aufschmelzen, Temperatur). Für eine genaue Leistungsermittlung müssen insbesondere die Zylinderwandtemperaturen praxisnah vorgegeben werden.