تحلیل اختلاط سیال غیر نیوتنی درون اکسترودر تزریق پلاستیک بر پایه تئوری آشوب

در این مقاله با مدل سازی اکسترودر تزریق پلاستیک، اختلاط مذاب پلیمری بر پایه تئوری آشوب و با استفاده از تحلیل لاگرانژی جریان، و محاسبه نرخ محلی کشیدگی و تاشدگی مورد بررسی قرار می گیرد . در بخش اول با حل معادلات دیفرانسیل حاکم بر جریان که شامل معادله پیوستگی، معاد لات حرکت ( ناویراستوکس ) و معادله انرژی می باشن د، با استفاده از روش اجزاء محدود و با شبکه محاسباتی تشکیل شده از ٦٠٠٠٠٠ المان، حل اویلری میدان جریان بدست می آید . سپس با انتگرال گیری عددی و ردگیری لاگرانژی ذرات، خطوط جریان آشوبناک نشان داده می شود . در بخش دوم با استفاده از خطوط جریان بدست آمده، مقاطع پوانکاره رسم می گردد . مقاطع پوانکاره همچون مسیر انتشار ذرات به خوبی، پراکندگی ذرات را درون اکسترودر نشان می دهند؛ که بیانگر جدایی مسیر ذرات از یکدیگر و آشوبناکی خطوط جریان می باشد . در بخش سوم اثر آشوبناکی خطوط جری ان بر نحوه اختلاط درون اکسترودر بررسی می گردد . با انتگرال گیری عددی از تغییرات طول بردار درون اکسترودر می توان نرخ کشیدگی و تاشدگی را برای المان های سیال محاسبه نمود . افزایش کشیدگی و تاشدگی المان سیال نشان دهنده افزایش سطوح تماس المان های سیال با یکدیگر می باشد که می تواند افزایش بازدهی اختلاط را به همراه داشته باشد . این افزایش کشیدگی و تاشدگی المان سیال ناشی از حضور منیفلدهای پایدار و ناپایدار و خطوط جریان هایپربولیک می باشد . منیفلدهای پایدار و ناپایدار و خطوط جریان هایپربولیک از ویژگی های جریان آشوبناک می باشند . بدین ترتیب نشان داده می شود که در صورت ایجاد جریان آرام آشوبناک درون اکسترودر تزریق پلاستیک، می توان به اختلاط مؤثر دست یافت .

کلیدواژه ها:

Folding ، تاشدگی Stretching ، کشیدگی Tracing ، ردگیری ذره Chaos ، آشوب Mixing اختلاط