کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4995526 1458992 2017 44 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A heuristic method for modeling three-dimensional non-Newtonian flows of polymer melts in single-screw extruders
ترجمه فارسی عنوان
یک روش اکتشافی برای مدل سازی سه بعدی جریان غیر نیوتنی از ذرات پلیمر در اکسترودرهای تک پیچ
کلمات کلیدی
مدل سازی، مایع قدرت قانون، ذوب شدن، فشار بالا، اکسترودر تک پیچ اهریمنی،
ترجمه چکیده
با توجه به رفتار غیر نیوتنی مولد های پلیمر در تحلیل جریان اکسترودرهای تک پیچ، معمولا از روش های عددی استفاده می شود. ما یک رابطه اکتشافی عمومی را برای پیش بینی ویژگی های انتقال ایزوترمالی مایعات قدرت قانون در کانال های پیچ سه بعدی بدون نیاز به روش های عددی ارائه می دهیم. با استفاده از تئوری شباهت، ما توانستیم معادلات جریان حقیقی را در یک فرم بدون بعد بازنویسی کنیم و پارامترهای مدل مشخصی را که شرایط فیزیکی جریان اکسترودر را مشخص می کنند شناسایی کردیم. این مقادیر بدون بعد برای ایجاد مجموعه ای از 87840 تنظیمات مدل سازی مستقل فیزیکی ایجاد شد که میزان جریان حجم آن با استفاده از یک حل کننده حجم محدود ارزیابی می شد. نتایج عددی با استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی اکتشافی تقسیم می شود که رابطه ی گرافیکی فشار خروجی جبری را برای مایعات قدرت قانون در اکسترودرهای تک پیچ فراهم می کند. در نتیجه رویکرد مدل سازی سه بعدی ما، رابطه هر دو جریان متقابل کانال و افق پرواز را بر روی نرخ انتقال به حساب می آورد. این مدل تحلیلی جدید، دقت که ما ثابت کرده است، اجازه می دهد تا پیش بینی سریع و قابل اعتماد از قابلیت پمپاژ اکسترودرهای تک پیچ، به این ترتیب کمک به طراحی بهینه از پیچ اکسترودر.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
یک روش اکتشافی برای مدل سازی سه بعدی جریان غیر نیوتنی از ذرات پلیمر در اکسترودرهای تک پیچ
چکیده انگلیسی
Considering the non-Newtonian behavior of polymer melts in the flow analysis of single-screw extruders generally requires use of numerical procedures. We present a generalized heuristic relationship for predicting the isothermal conveying characteristics of power-law fluids in three-dimensional screw channels without the need for numerical methods. Applying the theory of similarity, we were able to rewrite the governing flow equations in a dimensionless form and identified the characteristic model parameters that define the physical conditions of the extruder flow. These dimensionless quantities were varied to create a set of 87,840 physically independent modeling set-ups, whose volume flow rates were evaluated numerically by means of a finite-volume solver. The numerical results were approximated employing a heuristic optimization algorithm, which yielded an algebraic output-pressure gradient relationship for power-law fluids in single-screw extruders. As a result of our three-dimensional modeling approach, the relationship takes the effects of both cross-channel flow and flight flanks on the conveying rate into account. This new analytical model, the accuracy of which we have proven, allows fast and reliable prediction of the pumping capability of single-screw extruders, thus contributing to the optimal design of extruder screws.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics - Volume 248, October 2017, Pages 27-39
نویسندگان
, , , ,