Пристінні ефекти в процесах течії полімерів у каналах переробного обладнання

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorІвіцький, Ігор Ігорович
dc.contributor.degreedepartmentхімічного, полімерного та силікатного машинобудуванняuk
dc.contributor.degreefacultyінженерно-хімічнийuk
dc.contributor.degreegrantorНаціональний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"uk
dc.date.accessioned2016-06-01T12:45:30Z
dc.date.available2016-06-01T12:45:30Z
dc.date.issued2016
dc.description.abstractenThe dissertation is devoted to research presence, the nature and value of wall effects arising from the melt flow channels in polymer materials processing equipment. The method of determining the presence of wall effects polymeric material and the nature of these effects. Depending of the nature of wall effects developed methodology for determining the value of these effects in the material. Mathematical model of current polymer materials supplemented into account the effects of wall, depending on their nature and the material allowed us to create a universal approach to determining process parameters during the current numerical modeling. It was examine a numerical study of the influence of geometrical parameters of channel differences pressure between the absence of speed on the wall and consideration of wall effects. On the basis of empirical studies deduce equations to take into account when designing shelving effects without additional processing equipment of numerical studies.uk
dc.description.abstractruДиссертация посвящена исследованию наличия, характера и величины пристенных эффектов, возникающих при течении расплава полимерных материалов в каналах перерабатывающего оборудования. Проведенный аналитический анализ современного состояния исследований течения полимера показал, что ранее рассматриваются отдельные вопросы пристенных эффектов при течении расплава полимера, однако они имеют ряд недостатков: не учитывают природу и характер возникновения пристенных эффектов в различных материалах, позволяют определить величину эффекта не во всем диапазоне сечений каналов, не позволяют использовать полученные данные для численного расчета с использованием систем автоматизированного проектирования. Разработан метод определения наличия пристенных эффектов в полимерном материале и природы этих эффектов. В зависимости от природы пристенных эффектов разработаны методики определения величины этих эффектов в материале, которые учитывают неньютоновские свойства материалов. Разработана методика проведения экспериментальных исследований на базе созданной экспериментальной установки для исследования пристенных эффектов. Проведены экспериментальные исследования с использованием трех типов полимерных материалов: полиэтилен низкого давления, полистирол, севилен. Также проведены эксперименты с использованием смазывающего агента для определения величины его влияния на пристенные эффекты. Установлены зависимости напряжения сдвига от скорости расплава материала на стенке, что позволило получить исходные данные для задания граничных условий при численном моделировании процесса Математическая модель течения полимерных материалов дополнена учетом пристенных эффектов в зависимости от их природы и материала, что позволило создать универсальный подход к определению параметров процесса течения при численном моделировании. Адекватность математической модели и граничных условий подтверждается сопоставлением результатов численного моделирования и экспериментальных данных, а также сопоставлением с существующими результатами исследований. Адекватность изотермического предположения проверялась числовым расчетом для изотермического режима и с учетом диссипации при постоянной температуре стенок. Адекватность экстраполяции результатов, полученных в экспериментальных исследованиях с цилиндрическими каналами на другие типы каналов, подтверждается проведением дополнительного опыта с капилляром прямоугольной формы, гидравлический диаметр которого совпадал с одним из исследуемых капилляров.Численное моделирование проводилось на каналах цилиндрической, конической и прямоугольной геометрии, а также на геометрии формующей головки экструдера. Граничными условиями на стенке каналов послужили данные, полученные в результате проведения экспериментальных исследований. Проведены численные исследования влияния геометрических параметров каналов на разность перепадов давления между условиями отсутствия скорости на стенке и учетом пристенных эффектов, а также влияния смазывающего агента. Установлено, что характер влияния геометрических параметров на разность перепадов давления имеет, в основном, нелинейный характер. Исследования показали, что при численном моделировании течения полимерного материала по геометрии формующей головки пренебрежение пристенными эффектами приводит к погрешности в полученных результатах от 11% до 22% в зависимости от материала. Для определения степени влияния параметров и создания регресивной модели процесса был проведен полный факторный эксперимент, который позволил вывести эмпирические уравнения, позволяющие учитывать пристенные эффекты при проектировании перерабатывающего оборудования без дополнительного проведения численных исследований. Разработаны конструкции экструзионных головок, позволяющих компенсировать влияние пульсаций расплава, которые возникают в результате действия пристенных эффектов, а также конструкция червяка экструдера, которая позволяет обеспечить поглощение пульсаций давления, возникающих в результате действия пристенных эффектов.Проведены численные исследования влияния геометрических параметров каналов на разность перепадов давления между условиями отсутствия скорости на стенке и учетом пристенных эффектов, а также влияния смазывающего агента. Установлено, что характер влияния геометрических параметров на разность перепадов давления имеет, в основном, нелинейный характер. Исследования показали, что при численном моделировании течения полимерного материала по геометрии формующей головки пренебрежение пристенными эффектами приводит к погрешности в полученных результатах от 11% до 22% в зависимости от материала. Для определения степени влияния параметров и создания регресивной модели процесса был проведен полный факторный эксперимент, который позволил вывести эмпирические уравнения, позволяющие учитывать пристенные эффекты при проектировании перерабатывающего оборудования без дополнительного проведения численных исследований. Разработаны конструкции экструзионных головок, позволяющих компенсировать влияние пульсаций расплава, которые возникают в результате действия пристенных эффектов, а также конструкция червяка экструдера, которая позволяет обеспечить поглощение пульсаций давления, возникающих в результате действия пристенных эффектов.Проведены численные исследования влияния геометрических параметров каналов на разность перепадов давления между условиями отсутствия скорости на стенке и учетом пристенных эффектов, а также влияния смазывающего агента. Установлено, что характер влияния геометрических параметров на разность перепадов давления имеет, в основном, нелинейный характер. Исследования показали, что при численном моделировании течения полимерного материала по геометрии формующей головки пренебрежение пристенными эффектами приводит к погрешности в полученных результатах от 11% до 22% в зависимости от материала. Для определения степени влияния параметров и создания регресивной модели процесса был проведен полный факторный эксперимент, который позволил вывести эмпирические уравнения, позволяющие учитывать пристенные эффекты при проектировании перерабатывающего оборудования без дополнительного проведения численных исследований. Разработаны конструкции экструзионных головок, позволяющих компенсировать влияние пульсаций расплава, которые возникают в результате действия пристенных эффектов, а также конструкция червяка экструдера, которая позволяет обеспечить поглощение пульсаций давления, возникающих в результате действия пристенных эффектов.uk
dc.description.abstractukДисертаційна робота присвячена дослідженню наявності, характеру та величини пристінних ефектів, що виникають при течії розплаву полімерних матеріалах у каналах переробного обладнання. Розроблено метод визначення наявності пристінних ефектів у полімерному матеріалі та природи цих ефектів. В залежності від природи пристінних ефектів розроблено методики визначення величини цих ефектів у матеріалі. Математичну модель течії полімерних матеріалів доповнено врахуванням пристінних ефектів в залежності від їх природи та матеріалу, що дозволило створити універсальний підхід до визначення параметрів процесу течії під час числового моделювання. Проведено числові дослідження впливу геометричних параметрів каналу на розбіжності перепаду тиску між умовами відсутності швидкості на стінці та врахування пристінних ефектів. На основі проведених досліджень виведено емпіричні рівняння, що дозволяють враховувати пристінні ефекти при проектуванні переробного обладнання без додаткового проведення числових досліджень.uk
dc.format.page22 c.uk
dc.identifier.citationІвіцький І. І. Пристінні ефекти в процесах течії полімерів у каналах переробного обладнання : автореф. дис. ... канд. техн. наук. : 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології / Ігор Ігорович Івіцький. - Київ, 2016. - 22 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/16117
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ "КПІ"uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectполімерuk
dc.subjectпристінні ефектиuk
dc.subjectшвидкість на стінціuk
dc.subjectтечія розплавуuk
dc.subjectмоделюванняuk
dc.subjectполимерuk
dc.subjectпристенные эффектыru
dc.subjectскорость на стенкеru
dc.subjectтечение расплаваru
dc.subjectмоделированиеru
dc.subjectpolymeren
dc.subjectwall effectsen
dc.subjectvelocity on the wallen
dc.subjectmelt flowen
dc.subjectmodelingen
dc.subject.udc678.5:[678.057+66.095.262.2](043.3)uk
dc.titleПристінні ефекти в процесах течії полімерів у каналах переробного обладнанняuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.levelcandidateuk
thesis.degree.nameкандидат технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технологіїuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Ivitskyi_aref.pdf
Розмір:
534.67 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (ХПСМ)
Автореферати (вільний доступ)