Влияние термокапиллярных эффектов на формирование надмолекулярных структур в процессе экструзии сырой резины

• Автор: Вахитов, Анвар Фасихович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1.ЛИТЕРАТУРЫЙ ОБЗОР
1.1. Неньютоновские жтидкости
1.1.1. Обобщенные ньютоновские жидкости
1.1.2. Упруговязкие жидкости
1.1.3. Молекулярная структура
1.2. Основные подходы к построению реологических уравнений состояния
1.2.1. Подход, основанный на представлениях кинетической теории
1.2.2. Подходы, основанные на гипотезе
сплошной среды
1.3. Разрушение экструдата
1.4. Исследования явления экструдерного набухания
1.5. Определение степени ориентации макромолекул
при экструзии
1.6. Выводы
2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ УПРУГОВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ НА ВЫХОДЕ ИЗ ПЛОСКОЙ ЩЕЛИ
2.1. Математическая модель
2.1.1.Уравнения движения
2.1.2. Граничные условия .
2.1.3. Конформация макромолекул
2.2. Численная реализация
2.2.1 Переход к расчетной области

2.2.2. Граничные условия на свободной поверхности
2.2.3. Расположение решетки и контрольных объемов
2.3. Процедура решения
2.4. Выводы
3. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1. Постановка задачи
3.2. Результаты моделирования
3.3. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
р XV число Вайссенберга

Б тензор скоростей деформации
Ь характерная длина, м
Р давление, Па
Т температура, К
V характерная скорость - средняя аксиальная скорость жидкости на выходе, м -с‘
Уг продольная скорость, м -с‘
V,. радиальная скорость, м-с’
и,у Компонента скорости в декартовой системе координат,
м-с1
g Г равитационное ускорение, м
I время, с
II второй инвариант тензора скоростей деформации
у скорость сдвига, с1
X время релаксации напряжения, с
р Динамическая вязкость, Па
V Кинематическая вязкость,м2-с'
су у тензор напряжений ■
р плотность жидкости, кг-м2
тензор касательных напряжений
к Коэффициент теплопроводности

Другие представления, совершенно справедливо связывая образование дефектов с ростом напряжений вблизи выходного сечения формующей головки, не учитывают резкие изменения механических свойств сырой резины в этой области.
Многими авторами исследуются течения реологически сложных сред в каналах, имеющих резкие изменения в граничных условиях. Из опубликованных данных существующих исследований известно, что неньютоновские свойства расплавов полимеров (сырая резина является расплавленной смесью каучука с серой, сажей и другими инградиентами) существенным образом влияют на характеристики течения. При численном моделировании подобных задач требуется учитывать не только сложное вязкоупругое поведение полимеров, связанное со способностью полимера запасать упругую энергию (при этом упругая энергия частично может быть возвращена расплавом вследствие наличия упругих свойств в расплаве), но и влияние этого эффекта на некоторые важные параметры процесса экструзии сырой резины, существенным образом влияющие на возникновение эластической турбулентности и, следовательно, на образование поверхностных дефектов экструдата.
К этим важным параметрам можно отнести следующие эффекты, сопутствующие процессу экструзии: 1 Образование значительных
застойных зон в угловых областях формующей насадки экструдера;
2)образование радиальной температурной неоднородности экструдата;
3)ориентация макромолекул каучука в пристенных слоях расплава;
4)наличие значительных пиков напряжений и давления в выходном сечении формующей головки; 5)реологические эффекты.
Рассмотрим эти эффекты несколько подробнее.
1. Образование значительных застойных зон в угловых областях формующей насадки экструдера. В этих застойных областях происходят циркуляционные течения расплава. При определенных режимах течения в