афедра " онструирование и технологии в электротехнике"

Ќовости

31.12.2017
 оллектив кафедры поздравл€ет сотрудников и студентов с Ќовым 2018 годом!

01.09.2017
ѕоздравл€ем сотрудников и студентов с ƒнем знаний и началом нового учебного года!

 онтакты

614061, г. ѕермь.
ул. проф. ѕоздеева, 7.
( омплекс ѕ√“”,  орпус ЂAї)
“ел(‘акс). +7 (342) 239-18-48
“ел. +7 (342) 239-18-50
“ел. +7 (342) 239-18-56
e-mail: ktei@pstu.ru

Alex KЃ 2013

»сследование равномерности наложени€ изол€ции из высоков€зких полимерных материалов

 азаков ј.¬., Ѕородулина  .¬.

 лючевые слова: течение полимерных материалов, высоков€зкие материалы, численный анализ, каналы кабельной головки, трехмерна€ постановка задачи

¬ данной работе рассмотрена математическа€ модель процессов тепломассопереноса внутри канала кабельной головки. ¬ процессе выполнени€ исследовани€ были построены различные варианты моделей геометрии канала кабельной головки, и рассмотрено их вли€ние на скорость и температуру материала на выходе из канала. ¬ результате работы была создана математическа€ модель, описывающа€ течение полимера с высокой в€зкостью в канале кабельной головки.

¬ качестве объекта исследовани€ рассматриваетс€ трехмерное течение в канале кабельной головки. ѕредметом исследовани€ €вл€етс€ изменение картины теплового пол€ в зависимости и скорости в зависимости от геометрических размеров кабельной головки.

÷ель исследовани€ – исследование зависимости течени€ высоков€зких полимерных материалов от геометрии канала с применением метода численного моделировани€.

¬ данном направлении проводитс€ множество исследований, как в –оссии, так и за рубежом.

а) »сходна€ форма геометрии

б) ”величенна€ толщина стенки канала

в) »змененный угол подачи материала

г) ”прощенна€ геометри€ канала

–ис. 1. –ассматриваемые варианты геометрии

Ѕыло рассмотрено 4 различные модели, которые представлены на рисунке 1. ћодели были получены путем изменени€ исходной модели (а): модель (б) – увеличением толщины стенки канала в два раза от исходной; модель (в) – изменением угла подачи материала от 90° до 135°; модель (г) – отсечением входного патрубка.

Ѕыли сделаны следующие допущени€: процесс стационарный; теплофизические параметры посто€нны; гравитационные силы не учитываютс€; упругие свойства не учитываютс€; выт€жка полимера за пределы кабельной головки не учитываетс€; цилиндрическа€ форма адаптера была заменена на пр€моугольную эквивалентного сечени€.

—равним сечени€ поверхностных диаграмм во всех модел€х геометрии, в которых наблюдаетс€ наибольша€ неравномерность распределени€ температуры и скорости при фиксированном радиусе. ѕостроим соответствующие диаграммы распределени€ скорости и температуры по сечени€м, которые представлены на рисунках ниже.

Ќа рис. 2 величина коэффициента при квадрате (а) показывает, на сколько лини€ отличаетс€ от пр€мой (чем он больше, тем лини€ сильнее отличаетс€ от пр€мой). 

–ис. 2. –аспределение температуры (1) и скорости (2) по сечени€м

¬ результате проведенного исследовани€ можно заключить, что модель канала, представленного на рис. 1а, имеет наибольшие коэффициенты неравномерности распределени€ температуры (a=6,18·10-4, b= 1,17·10 -1) следовательно, распределение температуры в данной модели наиболее неравномерно.

ѕо данным исследовани€ видно, что модель канала, представленного на рисунке 1е, показывает наибольшие коэффициенты неравномерности распределени€ скорости (a=4,957·10-6, b=1,066·10-3), следовательно, распределение скорости в данной модели наиболее неравномерно.

 роме этого дл€ оценки неравномерности распределени€ скорости и температуры материала на выходе из канала, ввели дополнительный коэффициент, показывающий процентное соотношение минимального и максимального значени€ температуры и скорости при рассматриваемом радиусе канала ( и ). ќн высчитывалс€ по абсолютному значению отношени€ максимального значени€ показател€ к минимальному.

Ќаиболее неравномерное распределение температуры материала на выходе из канала показывает модель рис. 1в, а по скорости – модель рис. 1б.

≈сли рассматривать параметры kT, kυ, a, b совместно, то можно сделать вывод, что модель канала канала с упрощенной геометрией (рис.1г) дает наиболее равномерное распределение как температуры, так и скорости; а модель канала с измененным углом подачи материала (рис.1в) дает наименее равномерные распределени€.

јнализ расчетных данных показал степень вли€ни€ сложной геометрии каналов истечени€ высоков€зких полимерных материалов на распределение потоков. √еометрические параметры канала кабельной головки вли€ют на характер течени€ полимерного материала.

ѕолученные результаты позвол€ют не только оценить возможность переработки таких материалов, как фторопласт, но и оценить равномерность наложени€ (а, следовательно, и качество) готового покрыти€ численным критерием.

^ вверх ^