Учебно-методическое пособие для студентов специальности 1-36 20 02 «Упаковочное производство»
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСТРУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Download 4.96 Mb. Pdf ko'rish
|
|
8. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСТРУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
В УПАКОВОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Известно, что качество конечного целевого продукта в упаковоч- ном производстве зависит от процессов плавления, течения и сме- шения полимера. Совершенствование оборудования и процесса про- изводства сегодня требует больших затрат времени и средств. Обычно при моделировании технологических процессов важной задачей является описание поведения полимера с помощью моде- лей. В настоящее время в технологии переработки полимеров про- исходящие процессы в основном смоделированы и связаны с запол- нением литьевой формы, оценкой ориентации, усадки и коробле- нием изделия и экструзией с учетом вязкости. При этом только небольшое число трехмерных моделей было применено к изучению реальных процессов. 41 В настоящее время удачно смоделировано значительное число процессов переработки полимерных материалов для изготовления упаковки, начиная от заполнения литьевой формы, оценки ориента- ции, усадки и коробления изделия, а также экструзии полимеров с учетом вязкоупругих эффектов. Оказалось, что применительно к реальным условиям процесса было изучено лишь небольшое число трехмерных моделей. Суще- ственный недостаток моделирования трехмерного процесса состоит в том, что при точном представлении геометрической формы устрой- ства требуется большой объем вычислений и хранения полученных данных [10]. Возникают задачи, которые связаны с движущимися свободными границами и характерны для загрузки расплава, разбухания экстру- дата, нанесения покрытий и т. д. При условии полного заполнения устройства движущиеся твердые границы появляются в тех местах, где полости, содержащие полимер, во время процесса изменяют форму. Это относится к местам, где находятся вращающиеся лопасти в сме- сителе периодического действия, или шнек и перемешивающие эле- менты в одношнековом экструдере. Очень сложным процессом явля- ется смешение в двухшнековом экструдере, так как полимер постоян- но меняет форму при вращении шнеков, смесительных элементов и головок. Для предсказания конечной морфологии полимеров необхо- димо рассматривать полное моделирование протекающих процессов в одношнековом и двухшнековом экструдерах. К таким процессам от- носятся плавление, движение расплава, смешение и течение в головке, что представляет самую сложную задачу при переработке полимеров. Необходимо учитывать теплотехнические процессы. Такие процессы происходят в технической термодинамике [36]. При этом следует включать сварку при соединении потоков и частично заполнение объемов. Моделирование этих указанных протекающих процессов является одной из самых сложных задач при переработке полимеров. Для решения подобных задач сложные геометрические формы и условия переработки следует упрощать до вида, который уже можно смоделировать при использовании двумерных моделей. В на- стоящее время использование более мощных компьютеров и техни- ки, новых эффективных методик вычислений делает возможным моделирование трехмерных задач для сложных геометрических форм со сложным (нелинейным) поведением полимеров. |
