Влияние эффекта пристенного скольжения на течение упруговязкой жидкости в канале формующего инструмента

• Автор: Кутузова, Марина Александровна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 138 с. : ил.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Разрушение экструдата
1.2. Основные подходы к построению реологических конститутивных соотношений
1.2.1.Основные теоретические подходы
1.2.2. Подход, основанный на кинетической теории
1.2.3 Подходы, основанные на гипотезе сплошной среды
1.3. Выводы
2. Математическая постановка задачи и метод решения
2.1. Построение реологического конститутивного соотношения, основанное на броуновской динамике
2.2. Конститутивное реологическое соотношение БЕИЕ-Р
2.3. Физические основы эффекта двойного лучепреломления при течении полимерных жидкостей
2.4. Математическая постановка задачи
2.5. Аппроксимация уравнений движения методом конечных элементов
2.6. Определение положения свободной поверхности экструдата
2.7. Выводы
3. Результаты моделирования
3.1. Степень расширения экстру дата
3.2. Распределение напряжений
3.3. Степень ориентации макромолекул полимера
3.4. Скольжение экструдата на поверхности твердой стенки
3.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Одним из направлений изучения течений со свободной поверхностью является исследование причин, приводящих к искажениям свободной поверхности экструдата. Образование регулярных искажений свободной поверхности полимерных жидкостей или эластической турбулентности является следствием многих факторов. Среди этих факторов особое место занимают условия течения экструдата вблизи твердых границ. При определении формы свободной поверхности также необходимо учитывать влияние линии контакта трех фаз, являющейся фактором, способствующим пиковому росту напряжений. Полимерные растворы и расплавы показывают различные эффекты при течении в каналах аппаратов химической технологии. Это особенно важно при течении в каналах, имеющих резкие изменения в граничных условиях. В частности, полимерные жидкости (в том числе расплавы каучука и смесей на его основе) являются материалами с вязкоупругими свойствами, которые ответственны за многие эффекты, происходящие при переработке текучих полимерных систем и получении конечного продукта. Одним из важнейших эффектов, возникающих при течениях упруговязких жидкостей, является развитие эластических деформаций. И именно развитие больших эластических деформаций многие авторы связывают с возникновением неустойчивого течения экструдата. Причем различают два основных механизма возникновения эффекта эластической турбулентности, которые определяются пульсациями на входе в формующую головку и пульсациями, возникающими вследствие ориентации макромолекул в пристенных слоях.
Таким образом, при течении полимеров со скоростями сдвига, превышающими некоторые критические значения, возникает неустойчивость течения, наблюдаемая только при течении полимерных

Сравнивая две последние формулы, можно получить, что полимерная часть тензора напряжений определяется по формуле
т„=п((й-гы)) , что соответствует последнему слагаемому в правой
части уравнения (2.12).
Нетрудно показать, что уравнение Крамерса (2.12) может, с учетом (2.11), быть переписано в форме Гизекуса

Т = ВД-т?-(00)- (2.13)
Действительно, выделяя величину п(<2Р(е)^ из уравнения (2.11), получим
п(йР(е)) = -+ пкт. I,
' 1 Ъ12
Подставляя полученную формулу в выражение Крамерса, получим

~ ~ и(бб)
Т = -пкТ1 +ц„у + пкТ1 *
^,2
Откуда легко получается выражение для тензора напряжений в форме Гизекуса (2.13).
Теперь, в соответствие с формулой Крамерса (2.12), конкретный вид
компонент тензора напряжений Т зависит только от задания конкретного вида силы упругости пружинки.