Математическая модель неизотермического течения вязкой жидкости В предматричной зоне экструдера
Хаpaктер изменений обpaбатываемого материала в экструдере зависит от режима экструдирования и его длительности. Гидродинамика движения экструдата обуславливает хаpaктер и интенсивность протекания взаимосвязанных процессов: тепло- и массопереноса и физико-химических изменений, происходящих в обpaбатываемом продукте. Поток расплава формируется в каналах экструдера, поступает в предматричную зону и выдавливается через отверстия в матрице.
Для исследования движения потока расплава через отверстия матрицы экструдера рассмотрим течение жидкости в ступенчатом цилиндрическом канале, который на длине l1 будет иметь диаметр d1, а на длине l2 - диаметр d2 (d1 > d2). Принимаем, что поток расплава при подходе к предматричной зоне уже установился и течение расплава можно считать стационарным.
Для каждого k - го канала можно записать систему дифференциальных уравнений неизотермического течения сплошной среды. Рассмотрим асимметричное движение среды, которое моделируется двухмерным течением. В этом случае тангенциальная составляющая скорости равна нулю. Так как течение расплава является стационарным, а сплошная среда – аномально–вязкой и несжимаемой, то пренебрегая массовыми силами, которые малы вследствие достаточно большой вязкости, можно использовать следующие дифференциальные уравнения в цилиндрической системе координат: уравнение несжимаемости, уравнения движения и уравнение энергии с использованием функции диссипации Ф, хаpaктеризующей интенсивность преобразования кинетической энергии в тепловую. При изучении течения сплошной среды будем применять реологическое уравнение, которое выражается в виде обобщенного степенного закона. Выразим обозначенные уравнения в переменных тока φ и вихря ω, для которых уравнения связи с составляющими скорости θz, θr имеют вид
Тогда уравнение несжимаемости будет выполняться автоматически.
В результате преобразований получим в безразмерном виде:
-уравнение для функции тока (общее уравнение движения)
где безразмерные величины
уравнение энергии
уравнение для вихря
граничные условия
Таким образом, получена математическая модель (2 6) неизотермического течения вязкой жидкости в цилиндрическом канале. В выражениях принято: - число Рейнольдса - число Эккерта;- число Пекле
В уравнение (2) входит нелинейная функция S¯ω содержащая члeны с производными первого и второго порядка от функции вязкости η, хаpaктеризующей вязкостные свойства расплава.
Структура функции S¯ω может быть подобрана путем моделирования течения расплава в канале использованием модели (2 -6).
Ввиду того, что решение задачи течения расплава в предматричной зоне, сформулированной в виде конечно-разностных уравнений для вихря, функции тока и энергии (2 6), является задачей большой размерности, то для ее решения будем использовать итерационный метод, который можно представить в виде последовательности шагов.
Для моделирования процесса течения расплава вязкой жидкости разработана программа Model на языке программирования Turbo Pascal .0 в среде Windows 95.
Последовательно решаются задачи на установление течения расплава в предматричной зоне, затем для вихря и на установление уравнения энергии. В каждом случае процесс установления заканчивается, если выполняется критерий точности. Вычислительный процесс прекращается, если расход через отверстие в матрице будет по величине близким расходу на входе в канал.
Расчет проведен для расплава вязкой жидкости в канале с размерами L = 12 мм, D = 12 мм и отверстиями в матрице d = 4 мм. Общее число узлов разностной сетки области D - NzR = 1875. Число узлов области D по координате z -75, по координате R - 25. Шаг сетки по координате z составил Δz=0,027, по координате r- ΔR = 0,0417.
Расход расплава на входе в канал Rashs = 0,0905 м3/c и через отверстие в матрице Rashs = 0,0926 м3/c, т.е. ошибка на установление процесса составляет Δ = [(0,0905 - 0,0926)/0,0905] 100 % =2,3 %.
Эпюра скоростей расплава вязкой жидкости в различных сечениях вблизи отверстия в матрице приведена на рисунке.
Методом машинного эксперимента осуществлена проверка полученных решений на адекватность реальному процессу экструдирования. Отклонение расчетных данных от экспериментальных по абсолютному значению не превышало 14 %.
Выводы
- Выявлен хаpaктер изменения поля скоростей расплава вязкой жидкости в различных сечениях вблизи отверстия в матрице экструдера.
- Полученная модель позволяет с достаточной точностью ( 14 %) рассчитать не только скорости течения вязкой жидкости в предматричной зоне, но и определить производительность экструдера при изменении технологических параметров процесса экструдирования.
Рис. Эпюра скоростей расплава на входе в канал матрицы в различных сечениях предматричной зоны (r/R):
1 - 2,00; 2 - 1,86; 3 - 1,59; 4 - 1,32; 5 - 1,05
Статья в формате PDF
116 KB...
15 02 2026 13:45:11
Статья в формате PDF
300 KB...
14 02 2026 12:26:35
Статья в формате PDF
119 KB...
13 02 2026 8:10:12
Статья в формате PDF
274 KB...
12 02 2026 11:52:48
Статья в формате PDF
130 KB...
11 02 2026 14:48:39
Статья в формате PDF
206 KB...
10 02 2026 18:48:51
Статья в формате PDF
126 KB...
09 02 2026 4:11:25
Статья в формате PDF
123 KB...
08 02 2026 7:53:36
Статья в формате PDF
121 KB...
07 02 2026 1:40:44
Статья в формате PDF
95 KB...
06 02 2026 6:34:38
Статья в формате PDF
245 KB...
05 02 2026 12:55:46
Статья в формате PDF
175 KB...
04 02 2026 4:19:58
Статья в формате PDF
104 KB...
03 02 2026 2:25:26
Статья в формате PDF
115 KB...
02 02 2026 2:28:31
Статья в формате PDF
313 KB...
01 02 2026 17:14:24
Статья в формате PDF
104 KB...
31 01 2026 17:28:20
Статья в формате PDF
269 KB...
30 01 2026 7:17:54
Статья в формате PDF
112 KB...
29 01 2026 15:21:41
Статья в формате PDF
108 KB...
28 01 2026 9:32:49
В работе определено значение процесса размола древесной массы в общей технологии получения древесноволокнистых плит. Показана взаимосвязь основных технологических, конструктивных и энергосиловых параметров размольных установок и влияние их на качественные, количественные хаpaктеристики получения древесноволокнистых плит.
...
27 01 2026 18:59:47
Изучалось влияние на синаптическую передачу ряда фармакологических препаратов (соланин, дециламин, декаметоний, морфолин, госсипол, пикриновая кислота), имеющих по своей химической структуре общие хаpaктерные функциональные группы, но относящиеся к различным классам соединений. Так как изучение механизма действия исследуемых веществ имеет большое значение для пpaктической медицины и для понимания происходящих процессов в периферической нервной системе, нами была предпринята попытка раскрыть хаpaктер их влияния на освобождение медиатора их нервных окончаний грудной мышцы m. Cutaneus pectoris травяной лягушки Rana temporaria.
...
26 01 2026 19:30:48
Статья в формате PDF
322 KB...
25 01 2026 17:51:59
Статья в формате PDF
162 KB...
24 01 2026 17:13:55
В статье, опираясь на новые мировоззренческие позиции, предпринята попытка обосновать неизбежность высокой нравственности для выживания человечества в условиях космоземных преобразований.
...
23 01 2026 18:49:29
Статья в формате PDF
100 KB...
22 01 2026 11:52:21
Статья в формате PDF
119 KB...
21 01 2026 17:50:40
Статья в формате PDF
111 KB...
20 01 2026 13:51:32
Статья в формате PDF
295 KB...
18 01 2026 0:38:31
Статья в формате PDF
123 KB...
17 01 2026 0:25:14
Статья в формате PDF
221 KB...
16 01 2026 13:53:19
Статья в формате PDF
129 KB...
15 01 2026 8:53:49
Статья в формате PDF
114 KB...
14 01 2026 16:58:53
С помощью микроспектральных флуоресцентно-гистохимических методов в тучных клетках эндометрия тела и шейки матки крыс дифференцированы гистамин, серотонин и катехоламины. Определено содержание указанных моноаминов в различные фазы пoлoвoго цикла. Тучные клетки шейки матки по сравнению с ее телом хаpaктеризуются более высоким уровнем моноаминов. Содержания катехоламинов и серотонина в точках зондирования хаpaктеризуются высокой степенью линейной корреляции во все стадии пoлoвoго цикла. Установлена высокая степень положительного хроносопряжения динамики изменений содержания гистамина в тучных клетках и эпителиоцитах эндометрия. Предполагается, что тучные клетки выступают в качестве регулятора биоаминового обмена в эндометрии в течение пoлoвoго цикла.
...
13 01 2026 1:54:41
Статья в формате PDF
109 KB...
12 01 2026 21:38:24
Статья в формате PDF
125 KB...
11 01 2026 2:59:23
Статья в формате PDF
113 KB...
10 01 2026 21:19:11
Статья в формате PDF
110 KB...
09 01 2026 1:14:55
Статья в формате PDF
432 KB...
08 01 2026 1:13:17
Статья в формате PDF
102 KB...
07 01 2026 19:36:54
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
