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Throughput
Throughput Calculation
If the throughput or dosing time (optional) is specified together with the dosing volume (mandatory) in the process parameters, then the throughput is not calculated. Instead, all subsequent calculations are performed using the specified throughput.
The following section describes the melt-dominated throughput calculation. If a grooved bushing is used in the process, it determines the throughput (see Regular calculation and Grooved bush).
The Solids conveying is carried out in conjunction with the melt-dominated throughput calculation.
Two melt-dominated throughput models are distinguished: the equivalent zone model and the interval-based model, which will be introduced with REX 19.0 / PSI 17.0.
Initial temperature and pressure profiles are assumed prior to the throughput calculation. This is necessary to determine the viscosities required for throughput estimation. For more information, see prozess_iterieren.
For both models, degassing screws form a special case: the throughput is calculated solely based on the geometry of the first screw stage (before degassing), with the backpressure at the degassing location physically set to 1 bar. Consequently, the backpressure at the screw tip has no effect on the mass throughput. Additionally, for both models, pressure losses across shear and mixing sections are calculated analytically. This also applies to all zones computed using network theory (node method for barrier screws, always for wave screws). See also Pressure Calculation.
Das schmelzedominierte Äquivalenzzonenmodell
Zunächst wird die Bezugszone bestimmt, diese ist die Schneckenzone (kein Scher- oder Mischteil) mit der geringsten Kanaltiefe. Bei Entgasungsschnecken muss die Bezugszone VOR der ersten Entgasungszone liegen. Die Bezugszone wird verwendet um die dort vorliegende mittlere Schergeschwindigkeit zu bestimmen. Diese Schergeschwindigkeit dient dazu, die in der Bezugszone vorliegende Viskosität zu bestimmen. Zur Bestimmung der Viskosität wird die vorgegebene Massetemperatur am Ende der Schnecke verwendet.
Basierend auf der betrachteten Schneckengeometrie unter berücksichtigung des Temperaturverlaufs werden die Faktoren für die Durchsatzberechnung bestimmt. Die Durchsatzberechnung wird mit den von der Schneckengeometrie abhängigen Faktoren lediglich für die Geometrie der Bezugszone und dem anliegenden Differenzdruck durchgeführt. Im ersten Schritt wird die gesamte Druckdifferenz (vorgegebener Gegendruck abzüglich Trichterdruck) auf die gesamte Schnecke (ausgenommen Scher- und Mischteile) angenommen und somit ein erster Massedurchsatz bestimmt. Ausgehend von diesem Massedurchsatz wird der Druckverlust über alle Scher- und Mischteile sowie der Rückstromsperre (nur PSI) berechnet und von der Druckdifferenz abgezogen, sodass ein vereinfachter linearer Druckgradient über alle Einzugs-, (De-)Kompressions-, Metering- und Barrierezonen erhalten wird. Mit diesem Druckgradient wird in einem iterativen Prozess der Durchsatz berechnet, welcher wiederum den Druckverlust über die vorliegenden Scher- und Mischteile beeinflusst. Ebenfalls kann über die iterative Berechnung ein durchsatzabhängiger Gegendruck (siehe Eingabe eines Werkzeuges oder Eingabe einer Werkzeugkennlinie) berücksichtigt werden.
Das schmelzedominierte intervallweise Modell
Das schmelzedominierte intervallweise Durchsatzmodell benötigt keine Bezugszone.
Im Gegensatz zum Äquivalenzzonenmodell werden keine geometrieabhängigen Faktoren bestimmt, welche das Durchsatzverhalten der gesamten Schnecke zusammenfassen, sondern es wird stets die lokale Geometrie der Berechnungsintervalle verwendet. Ebenso werden die lokal vorliegenden Temperaturen, Drücke sowie der eventuell berechnete Abbaugrad des Kunststoffes in der intervallweisen Viskositätsberechnung berücksichtigt. Dies wird durch eine allgemeingültige Regressionsgleichung erreicht, welche bei gegebenen Durchsatz den Druckverlust in abhängigkeit der Schneckengeometrie und der Viskosität berechnet. Da in über die gesamte Schnecke der Durchsatz lokal identisch ist, wird ein Durchsatz vorgegeben und der Druckverlust über jedes Berechnungsintervall bestimmt und die Gesamtdruckdifferenz über die gesamte Schnecke bestimmt. Die berechnete Druckdifferenz zwischen Trichter und Schneckenspitze kann mit der Solldifferenz verglichen werden und der Durchsatz iterativ bestimmt werden, bei welcher sowohl der Druck an der Trichtervorderkante sowie an der Schneckenspitze den Solldrücken entspricht.