Дослідження процесу співекструзії двошарових полімерних труб

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorГурін, Р. С.
dc.contributor.authorГондлях, О. В.
dc.contributor.authorСокольський, О. Л.
dc.date.accessioned2025-04-21T07:44:45Z
dc.date.available2025-04-21T07:44:45Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractЕкструзія двошарових полімерних труб широко використовується для об'єднання переваг різних матеріалів в одному виробі. Однак контроль товщини кожного шару являє собою складне завдання. У даній роботі проведено числове дослідження процесу екструзії двошарових полімерних труб з поліпропілену (ПП) і полівінілхлориду (ПВХ) з використанням програмного комплексу ANSYS Polyflow. Метою дослідження було розроблення методики для визначення необхідних об’ємних витрат розплавів ПП і ПВХ для отримання заданої товщини внутрішнього шару. Для цього була розроблена двовимірна скінченноелементна модель екструзійної головки з урахуванням неньютонівської поведінки розплавів, описуваної моделлю Карро-Ясуда. Проведено стаціонарне і нестаціонарне моделювання течії розплавів. На відміну від традиційних методів, що ґрунтуються на спрощених аналітичних рішеннях, у цій роботі застосовано метод побудови поверхні відгуку, що дає змогу враховувати складну взаємодію між параметрами процесу та реологічними властивостями матеріалів, а також вплив взаємної дифузії. Результати моделювання показали, що товщина внутрішнього шару ПП може бути точно скоригована шляхом варіювання об’ємних витрат ПП і ПВХ. При зміні об’ємних витрат ПП і ПВХ від 2,484 × 10–6 до 3,036 × 10–6 м3/с товщина внутрішнього шару змінювалася в діапазоні від 2,24 × 10–3 до 2,54 × 10–3 м. Крім того, за об’ємної витрати зовнішнього шару ПВХ, що дорівнює 3,036 × 10–6 м3/с, спостерігалася прямолінійна залежність товщини внутрішнього шару ПП від об’ємної витрати ПП з коефіцієнтом лінійної апроксимації 0,9992. Отримана поверхня відгуку дозволяє ефективно визначати необхідні об’ємні витрати для досягнення необхідної товщини внутрішнього шару ПП і може бути використана для оптимізації процесу екструзії двошарових полімерних труб.
dc.description.abstractotherThe extrusion of two-layer polymer pipes is widely used to combine the advantages of different materials in one product. However, controlling the thickness of each layer is a challenging task. In this work, a numerical study of the extrusion process of two-layer polymer pipes made of polypropylene (PP) and polyvinyl chloride (PVC) was carried out using the ANSYS Polyflow software package. The aim of the study was to develop a methodology for determining the required volumetric flow rates of PP and PVC melts to obtain a given inner layer thickness. For this purpose, a two-dimensional finite element model of the extrusion head was developed, taking into account the non-Newtonian behavior of the melts described by the Carreau-Yasuda model. Stationary and non-stationary modeling of the melt flow was performed. In contrast to traditional methods based on simplified analytical solutions, this work uses the method of constructing a response surface, which allows taking into account the complex interaction between process parameters and rheological properties of materials, as well as the influence of mutual diffusion. The simulation results showed that the thickness of the inner layer of PP can be accurately adjusted by varying the volume flow rates of PP and PVC. When the volume flow rates of PP and PVC were changed from 2.484 × 10–6 to 3.036 × 10–6 m3/s, the thickness of the inner layer varied in the range from 2.24 × 10–3 to 2.54 × 10–3 m. In addition, at a volume flow rate of the outer PVC layer equal to 3.036 × 10–6 m3/s, a straightforward dependence of the thickness of the inner PP layer on the volume flow rate of PP with a linear approximation coefficient of 0.9992 was observed. The obtained response surface allows us to effectively determine the required volume flow rate to achieve the required thickness of the inner layer of PP and can be used to setting appropriate parameters the extrusion process of two-layer polymer pipes.
dc.format.pagerangeP. 64-72
dc.identifier.citationГурін, Р. С. Дослідження процесу співекструзії двошарових полімерних труб / Р. С. Гурін, О. В. Гондлях, О. Л. Сокольський // Mechanics and Advanced Technologies. – 2025. – Vol. 9, No. 1(104). – P. 64-72. – Bibliogr.: 11 ref.
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2025.9.1(104).313378
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/73446
dc.language.isouk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute
dc.publisher.placeKyiv
dc.relation.ispartofMechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 1(104)
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectспівекструзія
dc.subjectполімерні труби
dc.subjectреологія
dc.subjectтовщина шару
dc.subjectдифузія
dc.subjectcoextrusion
dc.subjectpolymer pipes
dc.subjectrheology
dc.subjectlayer thickness
dc.subjectdiffusion
dc.subject.udc78.742/.743:621.777.2
dc.titleДослідження процесу співекструзії двошарових полімерних труб
dc.title.alternativeResearch of double-layer polymer pipes coextrusion process
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
64-72.pdf
Розмір:
917.25 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, Vol. 9, No. 1(104)