Кафедра "Конструирование и технологии в электротехнике"

Новости

31.12.2017
Коллектив кафедры поздравляет сотрудников и студентов с Новым 2018 годом!

01.09.2017
Поздравляем сотрудников и студентов с Днем знаний и началом нового учебного года!

Контакты

614061, г. Пермь.
ул. проф. Поздеева, 7.
(Комплекс ПГТУ, Корпус «A»)
Тел(Факс). +7 (342) 239-18-48
Тел. +7 (342) 239-18-50
Тел. +7 (342) 239-18-56
e-mail: ktei@pstu.ru

Alex K® 2013

Численное исследование процессов тепломассопереноса при формовании полимеров методом пластицирующей экструзии

Труфанова Н.М., Щербинин А.Г., Субботин Е.В., Терлыч А.Е.

Ключевые слова: тепломассоперенос, численное моделирование, реология, изоляция

В связи с ростом объемов производства полимерных материалов большое значение приобретают вопросы, связанные с созданием высокопроизводительного перерабатывающего оборудования. Использование шнековых аппаратов при переработке полимерных материалов обусловлено их высокими технологическими показателями, главными из которых являются непрерывность процесса, относительная простота конструкции и сравнительно небольшие энерго- и металлозатраты.

Математическое моделирование как инструмент исследования позволяет свести к минимуму дорогостоящие натурные испытания. Теория экструзии и формования достаточно интенсивно развиваются, однако существующие математические модели процессов течения, теплообмена и фазового превращения полимеров в каналах экструзионного оборудования и формующего инструмента, как правило, построенные в одномерной постановке, не позволяют проводить качественный и количественный анализ исследуемых процессов и не обладают необходимой точностью и универсальностью.

В теории пластицирующей экструзии остается нерешенным ряд проблем. Практически не изучено влияние пленочного и пробкового механизмов плавления и утечек материала через зазоры на локальные и интегральные характеристики течения расплава полимера в каналах. Не существует удовлетворительных методик определения энергетических характеристик работы экструзионного оборудования. Практически не затронуты вопросы влияния процессов теплообмена в шнеке на процессы пластицирующей экструзии, масштабного фактора (диаметра шнека), взаимовлияние процессов, протекающих в винтовом канале и канале формующего инструмента.

Рассмотрение всех этих вопросов является исключительно важным с точки зрения улучшения качества продукции, повышения эффективности работы оборудования в целом.

Течение и теплообмен в канале пластицирующего экструдера рассмотрен в пространственной постановке. Задача решалась методом конечных разностей. Исследованы различные механизмы плавления полимера, с учетом неравномерного распределения температуры в шнеке и утечек через зазоры над гребнем шнека. Определено влияние геометрических, реологических и технологических параметров на процессы переноса и расходно-напорные характеристики экструдера и формующего инструмента. Построены поля скоростей, температур, давлений в канале экструдера и формующего инструмента. Определены области локальных перегревов материала.

^ вверх ^