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Berechnungseinstellungen

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Berechnungseinstellungen

Starten einer Berechnung

Es gibt zwei Wege die Berechnung zu starten:

  1. Mit Auswahl der Berechnungs- und Prozesseinstellungen
  2. Schnelle Berechnung mit den zuletzt verwendeten Berechnungs- und Prozesseinstellungen

Bei der Auswahl 1. öffnet sich ein Fenster, bei welchem die Prozessparameter sowie die die Berechnungseinstellungen geändert werden können. Die Einstellungen werden im Folgendem vorgestellt. Mit Bestätigung des Buttons „Berechnen…“ startet die Berechnung und die Fortschritts- und Berichtanzeige der Berechnung erscheint.

Bei Auswahl 2. werden die zuletzt bekannten Prozess- und Berechnungseinstellungen verwendet und es erscheint sofort die Fortschritts- und Berichtanzeige

Im oberen Teil der Fortschritts- und Berichtanzeige erscheint das Berechnugsprotokoll. Der Berechnungsablauf ist anhand der Aneinanderreihung unten im Fenster zu erkennen.
Hierbei bedeutet:

  • Grün: Erfolgreiche Berechnung
  • Orange: Warnmeldung
  • Rot: Fehlermeldung

Durch klicken auf ein oranges oder rotes Feld springt das Protokoll direkt zu der dazugehörigen Warn- bzw. Fehlermeldung.

Prozessparameter

Bei den Prozessparametern wird unterschieden zwischen notwendigen und optionalen Parametern.
Die notwendigen Parameter werden für eine Berechnung zwingend benötigt.
Optionale Parameter sind freiwillige Eingaben, welche sofern die Prozessgrößen bekannt sind, zu einer verbesserten Simulationsgenauigkeit führen können

Notwendige Prozessparameter

Die notwendigen Prozessparameter benötigen folgende Eingaben:

  • Wahlweise Vorgabe einer Umfangsgeschwindigkeit/Schneckendrehzahl ODER Vorgabe eines Durchsatzes (Drehzahlorientiert).
    Bei Vorgabe des Massedurchsatzes wird die Drehzahl iterativ berechnet, sodass der vorgegebene Durchsatz erreicht wird.
    Die Vorgabe eines Durchsatzes zusammen mit einer Drehzahl ist über die optionale Vorgabe des Massedurchsatzes möglich.
  • Druck an der Schneckenspitze (Vorgegeben oder Werkzeugkennlinie sofern ein Werkzeug definiert ist)
  • Druck an der Trichtervorderkante
  • Vorgabe der Masse-Endtemperatur (für ein initiales Temperaturprofil, siehe auch „Temperatur iterieren“ bei den Berechnungseinstellungen)
  • Rohstoffeingangstemperatur

Optionale Prozessparameter

Bei den optionalen Prozessparametern können Werte eingegeben werden mit dem Ziel einer genaueren Berechnungsgenauigkeit. Vorgebbar sind:

  • Ort der Schmelzewirbelbildung (OSW). Ab diesem Punkt beginnt das Aufschmelzen
  • Start des dispersen Aufschmelzens. Ab diesem Punkt wird spätestens mit dem dispersen Aufschmelzmodell weitergerechnet
  • Durchsatz (bei vorgegebener Drehzahl)
  • Parameter für das Kennlinienfeld. Hier lassen sich 3 Drehzahlen sowie 3 Gegendrücke vorgeben, sodass automatisiert in einem vollfaktoriellen Versuchsplan (9 Versuchspunkte) Kennlinien für den Extruder berechnet werden können (in REXng noch nicht implementiert)

Berechnungseinstellungen

ToDo: Bild aktualisieren: Keine Sternchen bei Temperatur ausiterieren

Die Berechnungseinstellungen sind in 4 Abschnitte unterteilt:

Durchsatz

siehe auch Durchsatz

Hier sind grundsätzlich drei Einstellungen möglich

  1. Schmelzedominiert (Standardeinstellung, die Schmelzeförderung dominiert den Durchsatz)
  2. Kopplung Feststoffförderung (die Feststoffförderung der Einzugszone wird mit berücksichtigt)
  3. Nutbuchse (Der Durchsatz wird durch die Nutbuchse bestimmt)

Sofern eine Nutbuchse definiert ist lässt sich weiterhin auswählen, ob die Berechnung

  1. Fördersteif (Standard) oder
  2. Grenzdrehzahlorientiert

durchgeführt werden soll und ebenfalls kann die Förderfallunterscheidung ausgewählt werden.

Weiterhin kann ausgewählt werden, ob die Durchsatzberechnung ein Wandgleiten berücksichtigen soll. In diesem Fall werden entsprechende Materialdaten benötigt.

Bei Schnecken mit Barrierezonen gibt es zwei Auswahlmöglichkeiten zur Druck-Durchsazberechnung:

  1. Das analytische Knotenpunktverfahren (Basierend au Netzwerktheorie, Standard)
  2. Annahme eines kontanten Druckgradienten zwischen Feststoff- und Schmelzekanal

Sollte eine Barrierezone verstopfen (Feststoffbettbreite y im Feststoffkanal erreicht durch Kompression des Kanals über 100% Kanalbreite) gibt es grundsätzlich zwei Auswahlmöglichkeiten:

  1. Weiterhin konventionell Aufschmelzen. In diesem Fall wechselt der Feststoff mit in den Schmelzekanal und in beiden Kanälen wird das konventionelle Aufschmelzen berechnet
  2. Disperses Aufschmelzen ab dem Ort der Verstopfung

Dies gilt allerdings nur für eine Versopfung des Kanals innerhalb einer Barrierezone. Kommt es zu Feststoffbettbreiten von über 100% außerhalb einer Barrierezone bricht die Aufschmelzberechnung mit einer Warnmeldung ab.

Weiterhin kann ausgewählt werden, ob die Meldung eines zu geringen Einrieseldurchsatzes durch den Trichter angezeigt oder unterdrückt werden soll. Die Anzeige der Meldung ergibt nur Sinn, wenn ein Trichter definiert wurde. Andernfalls wird eine runde Trichteröffnung in Größe des Extrudernenndurchmessers angenommen.

Aufschmelzen

siehe auch Aufschmelzen

Nur für Entgasungssschnecken sind drei Möglichkeiten auswählbar:

  1. bis Entgasungszone (Standard, die Aufschmelzberechnung stoppt bei der ersten Entgasungszone)
  2. ab Entgasungszone konventionell (konventionelles Aufschmelzen auch in/nach der Entgasungszone. Wurde das disperse Aufschmelzen jedoch bereits beispielsweise durch ein Scherteil vor der Entgasungszone forciert, wird auch weiterhin dispers weitergerechnet
  3. ab Entgasungszone dipsers (disperses Aufschmelzen in/nach der Entgasungszone)
Temperatur

siehe auch Temperatur

  1. Wird „Temperatur iterieren“ nicht ausgewählt, wird die Berechnung nur mit einem „initialen Temperaturprofil“ berechnet. Dieses wird durch einen linearen Verlauf der Temperatur von der Aufschmelztemperatur ($T_G$ / $T_K$) an der Trichtervorderkante bis zur vorgegebenen Masse-Endtemperatur (siehe notwendige Prozessparameter) an der Schneckenspitze beschrieben. Bei Entgasungsextrudern gilt die vorgegebene Masse-Endtemperatur bereits für den Beginn der ersten Entgasungszone und bleibt anschließend konstant.
    Wird „Iteration der Endtemperaur“ ausgewählt, wird das berechnete Temperaturprofil iterativ für eine erneute Berechnung des gesamten Prozesses verwendet, bis ein stationärer Zustand (keine Änderung der Endtemperatur) erreicht wird
  2. Sofern eine Innentermperierung definiert ist, lässt sich die Berechnung der Innentemperierung aktivieren bzw. deaktivieren
Leistung

siehe auch Leistung

Es lassen sich drei Leistungsmodelle auswählen:

  1. Enthalpie
  2. Isotherm
  3. Nichtisotherm

Check

In der Übersicht „Check“ wird zusammengefasst, welche Verläufe und Kenngrößen berechenbar (grüner Haken) oder nicht berechenbar (Ausrufezeichen) sind.
Mit Klick auf das Ausrufezeichen wird der Grund, warum ein Verlauf oder eine Kenngröße nicht berechnbar ist, angezeigt.

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