1. Energieeffizienz eines gegenläufigen Doppelschneckenextruders : Energiebilanz und energieoptimaler Arbeitspunkt
- Author
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Huck, Judith
- Subjects
Kunststofftechnik ,pvc - extrusion ,PVC-Extrusion ,plastics technology ,Energieeffizienz ,energy efficiency - Abstract
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Energieeffizienz von gegenläufigen Doppelschneckenextrudern. Sie untersucht den Einfluss der Motordrehzahl, der Heizungen, sowie der Schneckengeometrie auf den Energieverbrauch bei der Herstellung von PVC-Fensterprofilen. Die Daten wurden anhand einer Versuchsreihe mit Strommessgeräten an einer Maschine im Technikum der Firma battenfeld-cincinnati erhoben. Zusammenfassend lassen sich folgende Korrelationen festhalten: Wie auch schon in vorangehenden Forschungsprojekten festgestellt (Perez, 2020), (Abeykoon, 2014), (Calvert, 1991), (G.A Kruder, 1981), (Chung, 1979), hat sich bestätigt, dass der spezifische Energieverbrauch bei Erhöhen der Motordrehzahl auch bei gegenläufigen Doppelschneckenextrudern abnimmt. Außerdem kann beobachtet werden, dass ein positiver Zusammenhang zwischen Energieeffizienz und Temperatureinstellungen existiert, was sich jedoch nicht mit den Ergebnissen aus Experimenten an Einschneckenextrudern beim Verarbeiten anderer Polymere deckt. (Perez, 2020) Dies könnte womöglich eine Besonderheit bei der Verarbeitung von PVC oder der Verwendung von gegenläufigen Doppelschneckenextrudern sein. Unter Berücksichtigung der Materialqualität konnte durch die Erhöhung der Temperatur um 10 °C eine maximale Reduktion des spezifischen Energieverbrauchs von 7 % erreicht werden. Bei dem Vergleich zweier Schneckenausführungen mit unterschiedlich starker Kompression, wobei die Schnecke mit geringerer Kompression mit Knetnuten ausgeführt wurde, konnte eine Differenz von bis zu 11 % bei denselben Temperatur- und Drehzahleinstellungen und vergleichbarer Materialqualität festgestellt werden. Darüber hinaus wird in dieser Arbeit die Energiebilanz der verwendeten ConEX 54 NG der Firma battenfeld-cincinnati auf zwei verschiedene Weisen ermittelt. Je nach Herangehensweise beträgt ihr Wirkungsgrad𝑐𝑜𝑛𝐸54𝑁𝐺 0,74𝑏𝑧𝑤.0,84. This thesis deals with the energy efficiency of counter-rotating twin screw extruders. It investigates the influence of motor speed, heaters, and screw geometry on energy consumption in the production of PVC window profiles. The data were collected by means of a series of tests with ammeters on a machine in the pilot plant of battenfeld-cincinnati Austria. In summary, the following correlations can be noted: As also found in previous research projects (Abeykoon, 2014), (Perez, 2020), (Calvert, 1991), (G.A Kruder, 1981), (Chung, 1979) it has been confirmed that the specific energy coefficient (SEC) also decreases for counter-rotating twin screw extruders when the engine speed is increased. Further, a positive correlation between energy efficiency and temperature settings can be observed, whereas this effect is not consistent with the results from experiments on single-screw extruders when processing other polymers. (Perez, 2020) This could possibly be a peculiarity when processing PVC or using counter-rotating twin-screw extruders. Taking into consideration the material quality, a maximum reduction of SEC of 7 % could be achieved by increasing the temperature by 10 °C. When comparing two screws with different compression behavior, where the one with lower compression had kneading grooves worked into, a difference of up to 11 % was found at the same temperature and speed settings and comparable material quality. In addition, the energy balance of the ConEX 54 NG from battenfeld-cincinnati used in this thesis is determined in two different ways. Depending on the approach, its energy efficiency is 𝑐𝑜𝑛𝐸 54 𝑁𝐺 0,74 𝑟𝑒𝑠𝑝. 0,84.
- Published
- 2023