Особенности свойств неньютоновских жидкостей, к которым относятся расплавы полимеров, и неизотермические условия течения оказывают существенное влияние на характер процесса экструзии. В разд. 10.2 при рассмотрении плоскопараллельного течения проанализированы некоторые аспекты влияния этих факторов (независимо друг от друга).[3, С.423]
Функция g (А) приведена на рис. 10.27. Отметим, что при подсчете силы кривизна валков не учитывалась; это следует из основного допущения, на котором основана вся модель, а именно, что hIR <^ 1. Исследование течения для неньютоновских жидкостей было выполнено Гаскеллом [13] в его оригинальной работе, он же представил детальные решения для бингамовских жидкостей. Позднее Мак-Келви [11] опубликовал подробное решение для модели жидкостей со степенным законом.[3, С.338]
Весьма важной характеристикой полимерной системы является, энергия активации вязкого течения (см. § 2). Ее определяют из температурной зависимости вязкости в режиме постоянного напряжения сдвига, поскольку, как впервые отметил Бартенев, для неньютоновских жидкостей, в принципе, энтальпия активации вязкого течения Н является зависимой от градиента скорости функцией**. В обычных условиях эксперимента значение Н не зависит от напряжения сдвига (некоторые специальные случаи не рассматриваются) . Более существенно заметить, что величина Н зависит от температуры. При измерениях в широком интервале температур формула Френкеля — Аррениуса с энергией активации вязкого течения, независимой от температуры, становится несправедливой,[4, С.179]
Влияние на т)Эф большого числа физико-химических и энергетических факторов позволяет получать весьма важную информацию об их влиянии на гидродинамику процессов течения. Однако при этом осложняется использование гидродинамических параметров для инженерных расчетов: оценки потребляемой мощности на приготовление и транспортирование высоковязких неньютоновских жидкостей, расчета геометрии технологических трубопроводов и др.[2, С.203]
Обеспечение необходимого теплообмена в процессе полимеризации — важное условие получения качественного и однородного по свойствам полимера (удельная теплота реакции полимеризации изопрена составляет 1050 кДж/кг). Если учесть, что растворы полиизопрена представляют собой высоковязкую жидкость, а массо-и теплопередача в таких растворах усложняется реологическими особенностями неньютоновских жидкостей, то существенное значение имеет конструкция аппаратуры для проведения полимеризации в растворе.[1, С.220]
В принципе течение между валками лучше всего можно описать, используя цилиндрические координаты, как это было впервые сделано Ринстоном [16]. Его подход, так же как и подход, основанный на использовании метода конечных элементов, позволяет учитывать влияние на течение изменения диаметра валка, которое иногда наблюдается при несимметричном каландровании. Однако применение метода конечных элементов оказывается более гибким при описании течения как ньютоновских, так и неньютоновских жидкостей. Несколько более детально этот метод описан в гл. 16.[3, С.340]
Упоминавшееся ранее приближенное моделирование путем суммирования и корректирования выражений для вынужденного течения и потока под давлением [2d], однако, позволяет нам иногда использовать его как приближенный метод оценки неизотермических эффектов. На практике в первую очередь представляет интерес определение влияния неизотермических условий на производительность и среднюю температуру экструдата. Во многих реальных процессах червяк является термонейтральным, т. е. он не нагревается и не охлаждается. В таких случаях, как было показано в работе [2е], температура червяка очень близка к температуре расплава. Следовательно, основное влияние на расход оказывает наличие существенной разности между температурами цилиндра и расплава. Как видно из уравнения (10.2-46), разность температур может оказывать сильное влияние на расход вынужденного течения. С другой стороны, увеличение средней температуры экструдата является следствием постепенного изменения температуры в направлении течения. Применим метод смазочной аппроксимации и, разделив червяк на малые элементы конечных размеров, проведем детальный расчет для каждого элемента. Предполагая, что средняя температура в пределах элемента постоянна, составим уравнение теплового баланса, учитывающее тепло, передаваемое от стенок цилиндра, и диссипативные тепловыделения. Такой метод расчета позволяет определить изменения температуры по длине червяка и значения параметров степенного закона течения из общей кривой течения [г\ (у, Т) ] для каждой ступени расчета при локальных условиях течения, а также вести расчет для червяка с переменной глубиной винтового канала. Таким образом, данная модель может быть названа «обобщенной кусочно-параметрической моделью», в которой внутри каждого элемента различные подсистемы представляют собой либо кусочно-параметрические модели, либо модели с распределенными параметрами. Далее следует принимать во внимание неизотермический характер течения неньютоновских жидкостей при исследовании процессов формования в головке экструдера. Этой проблеме посвящен разд. 13.1.[3, С.427]
Математическая модель неизстермического процесса переработки неньютоновских жидкостей[3, С.423]
Пример 12.1. Взаимодействие продольного и поперечного течения в канале червяка для неньютоновских жидкостей[3, С.424]
Метод МКЭ уже давно используется в строительной механике. Сравнительно недавно его начали применять в гидродинамике, и он сразу привлек к себе большое внимание. Это особенно понятно в отношении теории переработки полимеров, так как МКЭ является наиболее подходящим математическим методом описания течения неньютоновских жидкостей в каналах со сложной геометрией. Применение МКЭ к задачам теории переработки полимеров подробно рассмотрено Танкером [22].[3, С.595]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.