Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

ДВИЖЕНИЕ ДВУХФАЗНЫХ СРЕД С ВЯЗКО - УПРУГОЙ НЕСУЩЕЙ ФАЗОЙ В ШНЕКОВЫХ ЭКСТРУДЕРАХ

Назмеев Ю.Г. Шамсутдинов Э.В. Вачагина Е.К. Халитова Г. Р.
В современных условиях проблема повышения эффективности существующих и создания новых энергосберегающих теплотехнологий на предприятиях нефтехимической и химической отраслей промышленности, производства которых характеризуются наибольшей энергоемкостью, стоит достаточно остро. Широкое применение в данных отраслях, например, при производстве полимерных изделий, нашли шнековые экструдеры. Вследствие этого, вопросы исследования ламинарного течения двухфазных сред с вязко-упругой несущей фазой в шнековых экструдерах, с целью определения наиболее эффективных режимов эксплуатации оборудования, весьма актуальны. Рабочие тела установок производств полимерных материалов очень часто обладают сложным реологическим поведением, осложняющиеся наличием двухфазных течений. Это требует создание математической модели, позволяющей расчетным путем получить профили гидродинамических и температурных характеристик потока в винтовых каналах экструзионных машин.

При построении математической модели ламинарного течения двухфазных потоков с вязко-упругой несущей фазой использовался метод, основанный на введении понятия многоскоростного континуума и определения взаимопроникающего движения составляющих. При этом реологическое поведение среды описывалось при помощи дифференциального уравнения состояния вида Уайта-Метцнера. Основные допущения при этом были следующие: течение среды установившееся, со сформировавшимся профилем вектора скорости на входе в канал; плотность, удельная теплоемкость, теплопроводность другие физические параметры компонентов смеси в ходе процесса меняются незначительно; процесс гидродинамически квазистационарен, вследствие этого изменение соответствующих составляющих вектора скорости в поперечных направлениях много больше их изменений в направлении основного движения.

Построение математической модели осуществлялось в винтовой системе координат, позволяющей воспользоваться однопараметрической группой винтовой симметрии.

Для численного решения систем уравнений движения и теплообмена использовались итерационные методы. В начале итерационного процесса осуществлялось замораживание коэффициентов эффективной вязкости и инерционной части системы уравнений переноса, т.е. замене их, на каждом итерационном шаге, функцией координат с последующим итерационным уточнением. Полученное при этом линеаризованное уравнение решалось с помощью метода простой или цилиндрической прогонки.

В результате численных исследований были получены эпюры распределения полей вектора скорости и температур для различных геометрических и конструктивных характеристик шнековых экструдеров с последующим определением эффективности теплоотдачи. В процессе обобщения полученных данных были определены наиболее эффективные конструктивные параметры и режимы работы шнековых экструдеров.


Библиографическая ссылка

Назмеев Ю.Г., Шамсутдинов Э.В., Вачагина Е.К., Халитова Г. Р. ДВИЖЕНИЕ ДВУХФАЗНЫХ СРЕД С ВЯЗКО - УПРУГОЙ НЕСУЩЕЙ ФАЗОЙ В ШНЕКОВЫХ ЭКСТРУДЕРАХ // Успехи современного естествознания. – 2005. – № 8. – С. 43-44;
URL: http://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=9023 (дата обращения: 19.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074