Гидродинамика и теплообмен неньютоновских сред при формировании изделий из полимерных материалов

• Автор: Снигерев, Борис Александрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 335 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Общее положение и состояние проблемы

1.1. Обзор работ по экструзии полимеров

1.1.1. Разрушение экструдата

1.1.2. Механизмы неустойчивого течения

1.2. Феноменологический подход для построения определяющих реологических уравнений состояния

1.2.1. Реологическая модель обобщенной ньютоновской жидкости

1.2.2. Линейные реологические конститутивные уравнения

для вязкоупругих жидкостей

1.2.3. Нелинейные интегральные реологические конститутивные уравнения состояния

1.2.4. Релаксационные нелинейные конститутивные соотношения максвелловского типа
1.3. Молекулярный подход к построению определяющих реологических конститутивных уравнений состояния
1.3.1. Описание вязкоупругости разбавленных растворов полимеров с помощью модели упругой ’’гантельки ”
1.3.2. Теория вязкоупругости концентрированных расплавов полимеров на основе модели рептаций
1.4. Краткие выводы и постановка задач исследования
Глава 2. Математическое описание гидродинамики и теплообмена полимерных материалов в технологических процессах
2.1. Методы решения для расчета потоков вязкоупругой жидкости
2.2. Метод конечных элементов для расчета потоков вязкоупругой
жидкости в деформируемых областях
2.3. Применение метода конечных элементов для расчета потоков
жидкости в областях с подвижными границами
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Проверка адекватности математических моделей и численного алгоритма
3.1. Тестовая задача о течении Олдройд-Б жидкости в квадратной
области
3.2. Нестационарное течение Пуазейля жидкости Олдройд-Б в плоском канале
3.3. Течение вязкоупругой жидкости в канале при обтекании тел .
3.3.1. Течение в канале, при обтекании цилиндра
3.3.2. Результаты моделирования обтекания тела вытянутой формы
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Течение концентрированного раствора полимера в фильер-ном канале с внезапным сужением
4.1. Плоское течение вязкоупругой жидкости в канале с реологической моделью на основе теории рептаций
4.2. Течение концентрированного раствора полимера в сужающемся ступенчатом канале
4.3. Выводы по главе
Глава 5. Процессы движения и теплообмена полимерных жидкостей в цилиндрических фильерных каналах при обтекании тел
5.1. Вискозиметры с падающим грузом
5.1.1. Метод падающей сферы
5.1.2. Вискозиметры с падающим цилиндром

5.2. Математическая постановка задачи о неизотермическом течении нелинейной вязкоупругой жидкости
5.3. Особенности течения вязкоупругой жидкости при обтекании
сферы в цилиндрическом фильерном канале
5.4. Вязкоупругое поведение расплава полимера при обтекании продольного тела в трубе
5.5. Выводы по главе
Глава 6. Моделирование гидродинамических и тепловых процессов
переноса неньютоновских сред при формовании волокон
6.1. Экструзия раствора полимерной жидкости из плоской щелевой
насадки экструдера
6.1.1. Математическая постановка изотермического вытекания жидкости FENE-P из плоского щелевого канала со свободной поверхностью
6.1.2. Проверка адекватности работы численного алгоритма
в задачах со свободной границей
6.1.3. Результаты расчетов по истечению вязкоупругой жидкости
6.2. Процессы движения и теплообмена неньютоновских сред в каналах экструзионного оборудования
6.2.1. Математическая постановка задачи неизотермического осесимметричного вытекания вязкоупругой жидкости из ступенчатого формующего канала
6.2.2. Результаты расчетов по влиянию технологических и геометрических параметров на процесс экструзии
6.3. Выводы по главе
Заключение и основные выводы
Литература

гху — — С'у0соз(а>1) — 0'у°з1п(а> ?), (1-14)
где & = г]’а)— упругий модуль, определяемый как отношение составляющей напряжения, находящейся в фазе с синусоидально изменяющейся деформацией (1.13) к величине самой деформации, С” = ц'со— определяется как отношение составляющей напряжения, сдвинутой по фазе на 90° относительно деформации к величине этой.деформации. & является мерой энергии, запасаемой и освобождаемой за период колебаний в единице объема данного материала, является мерой диссипации энергии, то есть мерой энергии, переходящей в тепло за один период синусоидальной деформации. Можно записать данные величины аналогично (1.13) в виде
в*((о) = 1о)Г]*(со) = в'(со) + Ю"(ш) (1.15)
Для описания свойств полимеров строятся кривые зависимости г/'(со), т)" (со) (или О', О") от частоты колебаний со.
1.2.1. Реологическая модель обобщенной ньютоновской жидкости
Эмпирические модели являются наиболее простыми и широко используются для моделирования некоторых сдвиговых течений (течений в трубах) в технологических устройствах. Они учитывают свойство неныотоновской жидкости, проявляющееся в изменении вязкости при увеличении скорости сдвига. Модели для неньютоновских жидкостей можно разделить на три группы, каждая из которых наиболее применима для своеобразного класса задач:
- Обобщенно ньютоновские модели дают приемлемые практические результаты для описания стационарных сдвиговых течений. К недостаткам этих моделей можно отнести невозможность учесть разность нормальных напряжений, эффектов зависящих от времени и упругих эффектов;
- Линейно вязкоупругие модели, в основном, используются для описания нестационарных течений в системах с очень малыми изменениями градиента