Base teórica para determinar el diámetro de la válvula de llenado de material semifluido - Diseño antigoteo 

Semifluido se refiere al material fluido con un rango de viscosidad de 1000-10000 mPa·s. Al llenar este tipo de material, a menudo debido a que la selección del diámetro de la válvula de llenado no es razonable y a la situación de fuga, lo que no solo afecta la precisión del llenado, sino que también causa contaminación.

En el llenado real, el problema del llenado de materiales viscosos a menudo se resuelve cambiando el calibre varias veces o utilizando mecanismos auxiliares. Este método no sólo requiere mucho tiempo y mano de obra, sino que también aumenta el coste de fabricación. Si se puede analizar teóricamente, la tensión superficial del material se puede utilizar para evitar el goteo inicialmente, y el calibre de la válvula de llenado se puede seleccionar mediante el método de cálculo, y luego se obtendrá un buen efecto.

Este artículo analiza principalmente la influencia de la viscosidad, temperatura y tensión superficial de materiales semifluidos en el diámetro de la válvula de llenado y finalmente determina el diámetro óptimo de la válvula de llenado.

1. La relación entre la viscosidad y la temperatura del semifluido..

La viscosidad de los materiales semifluidos se ve muy afectada por la temperatura y normalmente disminuye exponencialmente. Debido a que la relación entre la viscosidad y la temperatura del semifluido medida por el experimento es solo de algunos puntos discretos, para facilitar el análisis, este artículo construye un modelo matemático relativamente simple bajo la premisa de garantizar la precisión. Con base en los datos experimentales, la relación entre la viscosidad y la temperatura del semifluido se construye utilizando el método de regresión polinómica. La siguiente tabla:

2. La relación entre viscosidad y tensión superficial.

Tanto la viscosidad como la tensión superficial de los semifluidos varían con la temperatura. A medida que aumenta la temperatura del material, la

la amplitud de la vibración de las moléculas en su posición de equilibrio aumenta, el tiempo de relajación aumenta bruscamente y la velocidad de difusión de las moléculas aumenta; al mismo tiempo, a medida que aumenta la temperatura, aquellas moléculas con mayor energía cinética térmica pueden superar la atracción gravitacional de las moléculas del objeto y convertirse en moléculas vaporizadas, por lo que la densidad del objeto disminuye, la fuerza de atracción de las moléculas también disminuye. , y la energía potencial superficial disminuye en consecuencia. Por tanto, la viscosidad y la tensión superficial disminuyen correspondientemente. Este es un análisis teórico de la razón por la cual la viscosidad y la tensión superficial del material disminuyen con el aumento de la temperatura. Para obtener una relación cuantitativa más precisa entre viscosidad y tensión superficial, se midieron los valores correspondientes de viscosidad y tensión superficial a diferentes temperaturas, como se muestra en la siguiente tabla:

3. La relación entre tensión superficial y calibre.

Para determinar la relación entre la tensión superficial y el diámetro de la válvula de llenado, se puede utilizar como base el principio experimental de medir la tensión superficial mediante el método de caída de volumen. Se utiliza un gotero para transferir líquido para dejar caer lentamente el material. Cuando la gota está a punto de caer, considere la tensión superficial del líquido multiplicada por la longitud del perímetro de la punta del gotero para igualar la masa de la gota. Después de que se caiga la gota, todavía quedará algo de líquido en el extremo frontal del gotero y la superficie de la gota colgante no es perpendicular al gotero cuando está a punto de caer, por lo que generalmente es necesario introducir una corrección. factor F. El factor de corrección son los datos empíricos establecidos por los predecesores mediante experimentos precisos y métodos de análisis matemático. Tras una serie de mejoras y complementos se va obteniendo paulatinamente el factor de corrección.

4. Conclusión:

Se puede ver en varios modelos relacionales analizados anteriormente que cuando la temperatura de llenado requerida es constante, primero se determina la viscosidad del material líquido a esta temperatura, luego se determina la tensión superficial en este momento y finalmente se calcula el diámetro de la válvula de llenado. Cuando el diámetro real de la válvula de llenado es menor o igual al diámetro calculado, se puede evitar que el material gotee mediante su tensión superficial. Este estudio teórico sobre el diámetro de la válvula de llenado logra el propósito de simplificar el diseño del mecanismo de la válvula de llenado y tiene cierto valor práctico. Combinado con la adición de nuevos mecanismos y componentes, se puede prevenir mejor la aparición de goteo.