Автоматизированное проектирование и расчет шнековых машин - часть 2

ЭКСТРУДЕРОВ СНИЖЕНА НА ТРЕТЬ, ТАК ЧТО КАПИТАЛОВЛОЖЕНИЯ НА ЕДИНИЦУ 

ПРОИЗВОДИМОЙ ПРОДУКЦИИ ЗНАЧИТЕЛЬНО УМЕНЬШИЛИСЬ [15]. 

 
 

1.2. Технологические особенности шнековых машин. Методы моделирования течения  

неньютоновских жидкостей в каналах  

смесителей непрерывного действия 

 

1.2.1. ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТИНА ПРОЦЕССОВ СМЕШЕНИЯ И ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИХ 

ЭФФЕКТИВНОСТЬ 

 

ПОЛУЧЕНИЕ НА ЭКСТРУЗИОННОМ ОБОРУДОВАНИИ КАЧЕСТВЕННОЙ КОМПО-

ЗИЦИИ, В КОТОРОЙ НАБЛЮДАЕТСЯ ВЫСОКАЯ ОДНОРОДНОСТЬ ВСЕХ ФИЗИЧЕСКИХ 

ХАРАКТЕРИСТИК, ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ: А) РАВНОМЕРНЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ КОМ-

ПОНЕНТОВ ПО ВСЕМУ ОБЪЕМУ СМЕСИ СО СТАТИСТИЧЕСКИ  СЛУЧАЙНЫМ РАСПРЕ-

ДЕЛЕНИЕМ; Б) ОДНОРОДНЫМИ ПО РАЗМЕРАМ ЧАСТИЦ КОМПОНЕНТАМИ; В) ОРИ-

ЕНТАЦИЕЙ НАПОЛНИТЕЛЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ДЕЙСТВИЯ СДВИГОВОЙ ДЕФОРМАЦИИ. 

ПОСКОЛЬКУ СМЕШИВАЕМЫЕ КОМПОНЕНТЫ МОГУТ НАХОДИТЬСЯ В РАЗЛИЧ-

НОМ АГРЕГАТНОМ СОСТОЯНИИ, А ТАКЖЕ ИХ АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ МЕНЯЕТСЯ 

В РАЗЛИЧНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЗОНАХ ЭКСТРУЗИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ, МО-

ДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СЛЕДУЕТ ПРОВОДИТЬ ПРИ РАЗЛИЧНОМ СОЧЕТАНИИ 

АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ КОМПОНЕНТОВ: ЖИДКОСТЬ + ЖИДКОСТЬ; ТВЕРДОЕ ТЕ-

ЛО + ТВЕРДОЕ ТЕЛО; ТВЕРДОЕ ТЕЛО + ЖИДКОСТЬ. 

АНАЛИЗ ИМЕЮЩИХСЯ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПОКАЗЫВАЕТ, ЧТО СМЕШЕНИЕ 

И ДИСПЕРГИРОВАНИЕ КОМПОНЕНТОВ В ЭКСТРУЗИОННОМ ОБОРУДОВАНИИ 

ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ, В ОСНОВНОМ, ЗА СЧЕТ СДВИГОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ ИЛИ ИЗМЕ-

НЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ. 

ПРОЦЕССЫ СМЕШЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИ ВО ВСЕХ СЛУЧАЯХ РАССМАТРИВАЮТСЯ 

КАК ОСНОВНЫЕ ДЛЯ ДАННОГО ВИДА ОБОРУДОВАНИЯ И ПРИНИМАЮТСЯ МЕРЫ ДЛЯ 

ИХ ИНТЕНСИФИКАЦИИ. 

ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ВЫСОКОВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ ЯВЛЯЕТСЯ СЛЕДСТВИЕМ 

ДЕФОРМАЦИЙ СДВИГА И РАСТЯЖЕНИЯ, НАКАПЛИВАЕМЫХ В ОБЪЕМЕ МАТЕРИАЛА 

ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ РАБОЧИХ ОРГАНОВ МАШИНЫ С ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОЙ 

СРЕДОЙ. ВЕЛИЧИНА ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА, КОТОРОЙ ПОДВЕРГАЕТСЯ КАЖДЫЙ 

ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ОБЪЕМ МАТЕРИАЛА, ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ КАК ПРОИЗВЕДЕНИЕ 

СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ СДВИГА НА СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ВРЕМЕНИ 

ПРЕБЫВАНИЯ ЭЛЕМЕНТАРНОГО ОБЪЕМА МАТЕРИАЛА В ДЕФОРМИРУЕМОМ 

СОСТОЯНИИ: 

 

преб

Г

t

γ

= &

.                                            (1.1) 

ПРИВЕДЕННОЕ УРАВНЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА ХАРАКТЕРИЗУЕТ 

ПЕРЕМЕШИВАЮЩУЮ СПОСОБНОСТЬ СМЕСИТЕЛЬНЫХ МАШИН [16]. 

ИЗ УРАВНЕНИЯ (1.1) СЛЕДУЕТ, ЧТО ИНТЕНСИВНОСТЬ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ В 

СМЕСИТЕЛЬНОМ ОБОРУДОВАНИИ МОЖЕТ БЫТЬ ДОСТИГНУТА ПУТЕМ УВЕЛИЧЕНИЯ 

СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ СДВИГА В ОБРАБАТЫВАЕМОМ МАТЕРИАЛЕ И (ИЛИ) РОСТОМ 

ВРЕМЕНИ ПРЕБЫВАНИЯ МАТЕРИАЛА В РАБОЧЕМ ОБЪЕМЕ. 

УВЕЛИЧЕНИЕ ВРЕМЕНИ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛА СВЯЗАНО С УВЕЛИЧЕНИЕМ 

МАСШТАБА ОБОРУДОВАНИЯ ИЛИ УВЕЛИЧЕНИЕМ КОЛИЧЕСТВА ЕГО ЕДИНИЦ. ЭТО 

ПРИВОДИТ К УВЕЛИЧЕНИЮ ФИНАНСОВЫХ ЗАТРАТ И УХУДШЕНИЮ ДРУГИХ ЭКО-

НОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВА. 

БОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫМ СПОСОБОМ ПОВЫШЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПЕРЕ-

МЕШИВАНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ УВЕЛИЧЕНИЕ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА 

В ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОМ МАТЕРИАЛЕ. ОДНАКО ПРИ ЭТОМ ВОЗНИКАЮТ И ОТРИЦА-

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ, НАПРИМЕР, ЗА СЧЕТ УВЕЛИЧЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ И 

ТРЕНИЯ СООТВЕТСТВЕННО ПОВЫШАЮТСЯ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЧНОСТИ И 

ВОЗНИКАЕТ НЕОБХОДИМОСТЬ ОТВОДА ТЕПЛА ВО ИЗБЕЖАНИЕ ТЕРМОДЕСТРУКЦИИ 

ПОЛИМЕРА. 

ДРУГИМ НАПРАВЛЕНИЕМ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СМЕСИТЕЛЬНОГО 

ОБОРУДОВАНИЯ ЯВЛЯЕТСЯ СОВМЕЩЕНИЕ В ОДНОМ АГРЕГАТЕ ОТДЕЛЬНЫХ ОПЕРА-

ЦИЙ, ТАКИХ, КАК ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ НАБУХАНИЕ ПОЛИМЕРА, СМЕШЕНИЕ, 

ДЕГАЗАЦИЯ И Т.Д. [17]. ЭТО МОЖЕТ ЗНАЧИТЕЛЬНО СОКРАТИТЬ ВРЕМЯ 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА И ПОВЫСИТЬ ОБЩИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ 

ОБОРУДОВАНИЯ. 

 

1.2.2. ЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ  

МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ СМЕШЕНИЯ 

 

ОДНИМ ИЗ ВАЖНЕЙШИХ ТРЕБОВАНИЙ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА В 

НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ЯВЛЯЕТСЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОВОДИМЫХ НАУЧНЫХ 

ИССЛЕДОВАНИЙ С ПОСЛЕДУЮЩИМ ОПЕРАТИВНЫМ ВНЕДРЕНИЕМ ИХ РЕЗУЛЬТАТОВ 

В ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. ЭФФЕКТИВНУЮ РОЛЬ В ВЫПОЛНЕНИИ ЭТОГО ТРЕБОВАНИЯ 

ВСЕ БОЛЬШЕ ИГРАЕТ МОДЕЛИРОВАНИЕ. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ 

РАСЧЕТЕ, АНАЛИЗЕ И ПЕРСПЕКТИВНОМ ПРОГНОЗИРОВАНИИ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИ-

ЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, УБЕДИТЕЛЬНО ПОДТВЕРЖДАЕТ ЕГО ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ И 

ПРЕИМУЩЕСТВА [18 – 22]. 

ТЕМ НЕ МЕНЕЕ, ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ 

ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ, В ЧАСТНОСТИ, ЭКСТРУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, 

НЕСМОТРЯ НА ИХ ЗНАЧИМОСТЬ, НЕДОСТАТОЧНО ПРИМЕНЯЮТСЯ МЕТОДЫ МОДЕ-

ЛИРОВАНИЯ. ОБЪЯСНЯЕТСЯ ЭТО ТЕМ, ЧТО МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНО-

СТИ ЭКСТРУДЕРОВ ОБУСЛАВЛИВАЮТ МНОГООБРАЗИЕ ИХ КОНСТРУКТИВНОГО 

ОФОРМЛЕНИЯ. ПОСЛЕДНЕЕ, В СВОЮ ОЧЕРЕДЬ, ЗНАЧИТЕЛЬНО УВЕЛИЧИВАЕТ 

СЛОЖНОСТЬ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ В РАЗЛИЧНЫХ ЗОНАХ 

ПОДОБНОГО ОБОРУДОВАНИЯ (ТРАНСПОРТИРОВКУ В ЗОНЕ ЗАГРУЗКИ, ГОМО-

ГЕНИЗАЦИЮ, СМЕШЕНИЕ, ДИСПЕРГИРОВАНИЕ, МНОГОМЕРНОСТЬ ТЕЧЕНИЯ В КА-

НАЛАХ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ). 

ИМЕННО ПОЭТОМУ В БОЛЬШИНСТВЕ РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ЭКСТРУЗИИ 

ПОЛИМЕРОВ, ЛИБО ОПИСЫВАЮТСЯ ИЗВЕСТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ 

ИЛИ КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ, ЛИБО 

РАССМАТРИВАЮТСЯ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ КАКИХ-ТО КОНКРЕТНЫХ 

МАТЕРИАЛОВ. РАЗРАБОТКА ЖЕ ОБОРУДОВАНИЯ В ЦЕЛОМ И ОСВОЕНИЕ НОВЫХ 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОСУЩЕСТВЛЯЮТСЯ В ОСНОВНОМ 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ПУТЕМ. 

ОБЩИМ НЕДОСТАТКОМ ПОДОБНЫХ РАБОТ ЯВЛЯЕТСЯ ОТСУТСТВИЕ В НИХ 

ДОСТАТОЧНЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ И ВЫВОДОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮ-

ЩИХ ВОЗМОЖНОСТЬ ОБОСНОВАННОГО ПОДХОДА К ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДВУХШНЕ-

КОВЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ С РАЗЛИЧНЫМИ СМЕСИТЕЛЬНЫ-

МИ НАСАДКАМИ. ЛЮБАЯ ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ПРЕДПОСЫЛКА ДЛЯ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ 

СВОЕЙ ОБЪЕКТИВНОСТИ ТРЕБУЕТ ОБЯЗАТЕЛЬНОЙ ПРАКТИЧЕСКОЙ ПРОВЕРКИ ДО 

ЕЕ ШИРОКОГО ВНЕДРЕНИЯ В ПРОИЗВОДСТВО, А ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ НА 

ПРОМЫШЛЕННОМ ОБОРУДОВАНИИ ТРУДОЕМКО И СОПРЯЖЕНО С БОЛЬШИМИ МА-

ТЕРИАЛЬНЫМИ И ВРЕМЕННЫМИ ЗАТРАТАМИ.  

ОТСЮДА СЛЕДУЕТ, ЧТО ОПТИМАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ ДАННОЙ ПРОБЛЕМЫ ЗА-

КЛЮЧАЕТСЯ В КОРРЕКТНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССОВ СМЕШЕНИЯ. 

УЖЕ САМЫЕ ПЕРВЫЕ РАБОТЫ В ЭТОМ НАПРАВЛЕНИИ [23 – 28] ПОДТВЕРДИЛИ 

ПРАВОМОЧНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПОСТРОЕНИИ ТЕОРИИ 

СМЕШЕНИЯ. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАБОТЫ ОДНОШНЕКОВЫХ ЭКСТРУДЕРОВ, 

ОСНОВАННАЯ НА ПРИБЛИЖЕННОМ РЕШЕНИИ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ ВЯЗКОЙ 

ЖИДКОСТИ В ВИНТОВОМ КАНАЛЕ ШНЕКА, ПОЗВОЛИЛА СВЯЗАТЬ ОСНОВНЫЕ 

ПОКАЗАТЕЛИ ШНЕКОВЫХ МАШИН – ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И МОЩНОСТЬ – С 

КОНСТРУКТИВНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ШНЕКА И СВОЙСТВАМИ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМО-

ГО МАТЕРИАЛА [29]. 

СОВРЕМЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ВЫЯСНЕНИЯ 

ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССОВ СМЕШЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ И ИХ 

ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ПОЛНОСТЬЮ УБЕЖДАЮТ В ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ЕГО 

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ [29, 30]. 

ОДНАКО ДАЖЕ В ПОСЛЕДНИХ ПУБЛИКАЦИЯХ НА ЭТУ ТЕМУ [31, 32], ЗА ИС-

КЛЮЧЕНИЕМ ОТДЕЛЬНЫХ [33, 34], НЕ РАССМАТРИВАЮТСЯ ВСЕ ЭТАПЫ ПРОЦЕССА 

СМЕШЕНИЯ ВО ВЗАИМОСВЯЗИ, ЧТО ГОВОРИТ О НЕОБХОДИМОСТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО 

РАЗВИТИЯ ВСЕХ АСПЕКТОВ ИДЕИ МОДЕЛИРОВАНИЯ.  

ПРИ РАЗРАБОТКЕ МОДЕЛЕЙ ГЛАВНОЙ ЗАДАЧЕЙ ЯВЛЯЕТСЯ ВЫЯСНЕНИЕ МЕ-

ХАНИЗМА ПРОЦЕССА, НАЧАЛЬНЫХ И ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЙ ЕГО ПРОТЕКАНИЯ, 

ВЫЯВЛЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ, А ТАКЖЕ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ЯВ-

ЛЕНИЙ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ СКОРОСТЬ ПРОЦЕССА. 

ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ СМЕШЕНИЯ В СЛУЧАЯХ, КОГДА ИЗВЕСТНА 

ГИДРОДИНАМИКА ПОТОКОВ ПЕРЕМЕШИВАЕМОЙ СРЕДЫ И В КАЧЕСТВЕ КРИТЕРИЯ 

КАЧЕСТВА СМЕСИ ВЫБИРАЕТСЯ ТОЛЩИНА ПОЛОС, ОСНОВАНО НА ГИДРОМЕ-

ХАНИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ И ОПРЕДЕЛЕНИИ НАКОПЛЕННОЙ ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА.  

СУЩЕСТВУЕТ НЕСКОЛЬКО МОДЕЛЕЙ ДЛЯ РАСЧЕТА КАЧЕСТВА СМЕСИ И, В 

ЧАСТНОСТИ, КОЭФФИЦИЕНТ НЕОДНОРОДНОСТИ СМЕСИ, ПРЕДЛОЖЕННЫЙ ЛАС-

ТОВЦЕВЫМ: 

 

(

)

∑

=

−









−

=

N

i

i

C

C

N

C

V

1

2

c

1

1

100

,                         (1.2) 

 

ГДЕ N – ЧИСЛО ЗАМЕРОВ ТЕКУЩЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ C

I

 ИНДИКАТОРА В 

КОНТРОЛИРУЕМОМ МИКРООБЪЕМЕ СМЕСИ, РАЗДЕЛЕННЫХ ИНТЕРВАЛОМ 

∆T; 

C

– 

СРЕДНЕЕ АРИФМЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ. 

ТАКЖЕ СВЯЗЬ ГИДРОМЕХАНИКИ И КАЧЕСТВА ПОЛУЧАЕМОЙ СМЕСИ МОЖЕТ 

БЫТЬ ВЫРАЖЕНА ЧЕРЕЗ ТОЛЩИНУ ПОЛОС В ВИДЕ 

 

Г

0

i

C

r

r

=

,                                             (1.3) 

 

ГДЕ R

0

 – НАЧАЛЬНАЯ ТОЛЩИНА ПОЛОС; Г – ВЕЛИЧИНА ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА, 

ВОСПРИНИМАЕМАЯ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМЫМ МАТЕРИАЛОМ (1.1). 

ТАКИМ ОБРАЗОМ, МОЖНО СКАЗАТЬ, ЧТО МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ 

СМЕШЕНИЯ СВОДИТСЯ, С ОДНОЙ СТОРОНЫ, К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГИДРОМЕХАНИКИ 

ДВИЖЕНИЯ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ В КАНАЛАХ РАБОЧИХ ОРГАНОВ СМЕСИТЕЛЕЙ 

РАЗЛИЧНОГО ТИПА, А С ДРУГОЙ – К ОПРЕДЕЛЕНИЮ КРИТЕРИЕВ КАЧЕСТВА 

ПОЛУЧАЕМОЙ СМЕСИ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ И ЭНЕРГОСИЛОВЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ОБОРУДОВАНИЯ, А 

ТАКЖЕ ИХ ОПТИМИЗАЦИИ. 

 

1.2.3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СМЕСИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 

 

ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ЗАДАННЫХ СТЕПЕНЕЙ СМЕШЕНИЯ И ДИСПЕРГИРОВАНИЯ 

НАПОЛНИТЕЛЕЙ И ОДНОРОДНОСТИ КОМПОЗИЦИЙ СОЗДАНЫ САМЫЕ РАЗНООБРАЗ-

НЫЕ КОНСТРУКЦИИ СМЕСИТЕЛЬНЫХ И ДИСПЕРГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ. В ТО ЖЕ 

ВРЕМЯ ПРИМЕНЕНИЕ В ЭКСТРУЗИОННОМ ОБОРУДОВАНИИ СМЕСИТЕЛЬНО-

СМЕСИТЕЛЬНО-ДИСПЕРГИРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА ОПРЕДЕЛЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ 

ОБЫЧНО НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ДОСТАТОЧНО ОБОСНОВАННЫМ. РАЗНООБРАЗИЕ ТИПОВ 
СМЕСИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОБУСЛОВЛЕНО НЕОБХОДИМОСТЬЮ СОЗДАНИЯ В 

СМЕСИ БОЛЬШИХ НАКОПЛЕННЫХ ДЕФОРМАЦИЙ СДВИГА ПРИ МНОГОЧИСЛЕННЫХ 

ИЗМЕНЕНИЯХ НАПРАВЛЕНИЯ ТЕЧЕНИЯ, ЧЕМ ДОСТИГАЕТСЯ ТРЕБУЕМАЯ (ИНОГДА 

ОПТИМАЛЬНАЯ) ОРИЕНТАЦИЯ РАСПОЛОЖЕНИЯ СЛОЕВ СМЕШИВАЕМЫХ 
КОМПОНЕНТОВ ОТНОСИТЕЛЬНО НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЙСТВИЯ СДВИГОВЫХ 

ДЕФОРМАЦИЙ. ОЧЕВИДНО, ЧТО РАЗВИТИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ МЫСЛИ ВЕДЕТ К 

СОЗДАНИЮ НОВЫХ ТИПОВ УПОМЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ЧТО ТРЕБУЕТ РАЗРАБОТКИ 

НАДЕЖНЫХ И ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ИХ РАСЧЕТА. 

ЕСЛИ СМЕСИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИМЕЮТ ДОСТАТОЧНО ПРОСТУЮ ГЕОМЕТ-

РИЮ, ВОЗМОЖЕН АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ, ТАК КАК ИЗВЕСТНЫ ГИДРОМЕХАНИКА 

ПОТОКОВ, А СЛЕДОВАТЕЛЬНО, И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕН ПРЕБЫВАНИЯ ПЕРЕРА-

БАТЫВАЕМОГО МАТЕРИАЛА В ОТДЕЛЬНЫХ СЕЧЕНИЯХ СВОБОДНОГО ОБЪЕМА ПРО-

СТРАНСТВА СМЕШЕНИЯ. В ЭТОМ СЛУЧАЕ МОЖЕТ БЫТЬ ПРИНЯТ СЛЕДУЮЩИЙ 

ПОРЯДОК РАСЧЕТА. 

ПРИ ИЗВЕСТНЫХ СВОЙСТВАХ КОМПОНЕНТОВ ПЕРЕРАБАТЫВАЕМОГО КОМПО-

ЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПРИНИМАЮТСЯ ОПРЕДЕЛЕННАЯ МОДЕЛЬ ТЕЧЕНИЯ И 

ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА 

ПЕРЕРАБОТКИ. ПРАВИЛЬНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ УКАЗАННОЙ ОПЕРАЦИИ ИМЕЕТ 

БОЛЬШОЕ ЗНАЧЕНИЕ, ПОСКОЛЬКУ ДЛЯ НАПОЛНЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ ВОЗМОЖНО 

СДВИГОВОЕ ТЕЧЕНИЕ ПО ВСЕЙ МАССЕ МАТЕРИАЛА СО СКОЛЬЖЕНИЕМ ПО СТЕНКЕ 

КАНАЛА, А ТАКЖЕ ТЕЧЕНИЕ С ОБРАЗОВАНИЕМ ПРИСТЕННОГО СЛОЯ.  

ДЛЯ ВЫБРАННОЙ МОДЕЛИ ВЫЯСНЯЮТСЯ ХАРАКТЕРНЫЕ ОБЛАСТИ ТЕЧЕНИЯ И 

ПРОВОДИТСЯ РАСЧЕТ ГИДРОМЕХАНИКИ ПОТОКОВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕН 

ПРЕБЫВАНИЯ. ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СМЕШЕНИЯ ПРОВОДИТСЯ РАСЧЕТ 

НАКОПЛЕННОЙ ДЕФОРМАЦИИ СДВИГА, ВЕЛИЧИНА КОТОРОЙ СОВМЕСТНО С 

ТРЕБОВАНИЯМИ К СВОЙСТВАМ КОНЕЧНОГО ПРОДУКТА ПОЗВОЛЯЕТ ВЫБРАТЬ 

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ЭЛЕМЕНТА ИЛИ 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЕГО РАБОТЫ (ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ, ЧАСТОТА 

ВРАЩЕНИЯ ШНЕКА). РАСЧЕТЫ ТАКОГО ТИПА ПРЕДСТАВЛЕНЫ В РАБОТАХ [35 – 37]. 

ЗНАНИЕ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В УПОМЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТАХ 

ПОЗВОЛЯЕТ РЕШИТЬ И РЯД ДРУГИХ ЗАДАЧ, НАПРИМЕР, ПО МОЩНОСТИ, РАСХО-

ДУЕМОЙ В ЭТОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЗОНЕ СМЕСИТЕЛЯ, ПОЛЬЗУЯСЬ МЕТОДИКОЙ, 

ИЗЛОЖЕННОЙ В РАБОТЕ [38], МОЖНО РАССЧИТАТЬ СТЕПЕНЬ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ 

НАПОЛНИТЕЛЯ. В РЯДЕ СЛУЧАЕВ, ОСОБЕННО ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ НЕСТАБИЛЬНЫХ 

ПОЛИМЕРОВ, ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СМЕСИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МОЖЕТ 

БЫТЬ ДОПОЛНЕН ЕГО ТЕПЛОВЫМ РАСЧЕТОМ [39], ПОЗВОЛЯЮЩИМ НЕ ТОЛЬКО 

ОЦЕНИТЬ ТЕМПЕРАТУРНОЕ ПОЛЕ МАТЕРИАЛА В СВОБОДНОМ ОБЪЕМЕ ПРОСТРАН-

СТВА СМЕШЕНИЯ, НО И ПОДОБРАТЬ ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДЛЯ СОЗ-

ДАНИЯ ТРЕБУЕМОГО ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА. 

В БОЛЬШИНСТВЕ СЛУЧАЕВ СМЕСИТЕЛЬНО-ДИСПЕРГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 

ИМЕЮТ КОНФИГУРАЦИЮ, НЕ ПОЗВОЛЯЮЩУЮ ПРОВЕСТИ АНАЛИТИЧЕСКИЙ 

РАСЧЕТ ПОЛЯ СКОРОСТЕЙ. НАРЯДУ С ЭТИМ, СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ ПРЕБЫВАНИЯ МАТЕ-

РИАЛА В ПРОСТРАНСТВЕ СМЕШЕНИЯ МОЖЕТ БЫТЬ ОПРЕДЕЛЕНО С ДОСТАТОЧНОЙ 

ТОЧНОСТЬЮ КАК ОТНОШЕНИЕ СВОБОДНОГО ОБЪЕМА К РАСХОДУ ПЕРЕРАБАТЫ-

ВАЕМОГО МАТЕРИАЛА. ДЛЯ ТАКОГО СПОСОБА РАСЧЕТА СДВИГОВОГО 

ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕОБХОДИМЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО 

РАСПРЕДЕЛЕНИЮ СКОРОСТЕЙ ПОТОКА В ПОПЕРЕЧНОМ И ПРОДОЛЬНОМ СЕЧЕНИЯХ 

КАНАЛОВ. ЭТО ДОСТАТОЧНО ЛЕГКО ДОСТИГАЕТСЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 

МОДЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК. 

НАЛИЧИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО РАСПРЕДЕЛЕНИЮ СКОРОСТЕЙ 

ПОТОКА ПОЗВОЛЯЕТ РАССЧИТАТЬ, НАПРИМЕР, ЗНАЧЕНИЯ КРИТЕРИЯ КАЧЕСТВА