مطالعه عددي و تجربي جريان سيال غيرنيوتني با لزجت بالا در فرآيند اكستروژن قطعات پليمري چند ماده‌اي

در طراحي قالب اكستروژن قطعات پليمري، پيش بيني و كاهش تغييرشكل هاي مقطع نواري پس از خروج از قالب، اهميت زيادي دارد. در اين مقاله اثر توازن سرعت در صفحه ي خروجي قالب بر ابعاد قطعه توليد شده مورد مطالعه ي عددي و آزمايشگاهي قرار گرفته است. براي پيش بيني توزيع سرعت و فشار، از شبيه سازي سه بعدي جريان سيال غيرنيوتني با ويسكوزيته بالا، در راه گاه هاي قالب استفاده شده تا بتوان با تغييرشكل راه گاه ها، افت فشار را كاهش و نيز توزيع سرعت را يكنواخت كرد. با توجه به اهميت مرز مواد نرم و سخت در مقطع هاي چند ماده اي، براي پيش بيني آن از مدل دو فازي VOF استفاده شده است. ويسكوزيته جريان لاستيك مذاب داخل قالب، از ميان يابي داده هاي آزمايشگاهي دستگاه RPA بر اساس روش حداقل مربعات استفاده شده است. مقايسه ابعاد پروفيل توليد شده از قالب اوليه )با پروفيل غير يكنواخت( و قالب اصلاح شده نشان دهنده ابعاد بسيار دقيق تر قالب اصلاح شده است. در بخش هاي باريك مقطع كه در مجاورت ناحيه هاي وسيع قرار گرفته اند، به دليل عدم امكان رسيدن به سرعت يكنواخت، ابعاد مقطع نوار توليد شده كوچك تر از مقدار طراحي است. همچنين بدليل عدم محدوديت هاي هندسي در روش عددي نسبت به روش تجربي، با طراحي بهينه هندسه راه گاه ها، افت فشار بيش از 40 % كاهش مي يابد.