Extrusion Russia Edition 3-2018

41 ЭКСТРУЗИЯ 3/2018 наковое количество энергии (потеря давления в сценарии слева составляет 54,8 бар, а в сценарии справа — 53,6 бар), в областях с самым сильным сдвигом среды эта энергия приводит к очень точечному повышению температуры. В обоих случаях эти «горячие точки» возникают в одинако- вых местах с одинаковым повышением температуры, как показано на рис. 4. На этомже рисунке показаны те участки областей расчета, в которых температура составляет 99- 100% соответствующей максимальной температуры. Эти локальные повышения температуры сильно выделяются на фоне более холодного и однородного расплава в слу- чае, показанном слева; при более горячем расплаве, как показано в случае справа, они значительно меньше. Это различие усиливается из-за обусловленной температурой меньшей вязкости, которая уменьшает потерю давления и, как следствие, повышение температуры, возникающее при диссипации энергии. Прогнозирование характеристик Представленные модели показывают, что температурное состояние расплава на входе решающим образом влияет на то, сможет ли определенный статический смеситель успешно гомогенизировать расплав, или смеситель будет демонстрировать неоднородный температурный профиль из-за диссипативного нагрева при сдвиге. С помощью разработанной институтом IKV среды моде- лирования возможно спрогнозировать ожидаемые харак- теристики в определенных условиях применения, что, с одной стороны, позволяет принять решение за или против смесителя без экструзионных испытаний. С другой сторо- ны, среда моделирования дает возможность проектировать новые смесители, обеспечивающие лучшую гомогенизацию при меньшем потреблении энергии, без больших затрат на эксперименты. В ходе научно-исследовательского проекта разрабатываются подобные смесители для сценария него- могенного расплава на входе. Они отличаются измененной геометрией и конформной системой терморегулирования, которая позволяет целенаправленно влиять на расплав. Научно-исследовательский проект IGF 18712N Объеди- нения по исследованию переработки пластмасс произво- дился при поддержке AiF в рамках программы по стиму- лированию промышленных исследований и разработок (IGF) Федерального министерства экономики и энерге- тики Германии на основании постановления бундестага. Авторы выражают благодарность всем институтам. Institut fuer Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen www.ikv-aachen.de ПОДГОТОВКА МАТЕРИАЛОВ И КОМПАУНДИРОВАНИЕ Список литературы 1. LIMPER, A. Hrsg.: Verfahrenstechnik der Thermoplastextrusion. Muenchen, Wien: Carl Hanser Verlag, 2013. 2. HOPMANN, C.; MICHAELI, W.: Extrusion Dies for Plastics and Rubber. Design and Engineering Computations. Muenchen, Wien: Carl Hanser Verlag, 2016. 3. CATHERINE, O.: Evaluation of the flow performance of a static mixer for non-uniform incoming melt temperature with computational fluid dynamics (CFD). Tagungsbeitrag zur SPE EUROTEC 04.-05.07.2013 Lyon, Frankreich. 4. THIELEN, M.; HARTWIG, K.; GUST, P.: Blasformen von Kunststoff-Hohlkoerpern. Muenchen, Wien: Carl Hanser Verlag, 2006. 5. SCHNEIDER, G.: Static Mixing Technology For Extrusion and Injection Molding. Wollerau: StaMixCo AG 2018. 6. RAUWENDAAL, C. Hrsg.: Mixing in polymer processing. New York: Dekker, 1991. Авторы: Кристиан ХОПМАНН, профессор, д. т. н., заведующий кафедрой переработки пластмасс Рейнско-Вестфальского технического университета Ахена (RWTH) и директор Института переработки пластмасс (IKV) Мальте ШЕН, магистр естественных наук, научный сотрудник IKV и ответственный за направление экструзионных головок/CAE Рис. 4. Участки, где температура находится в диапазоне 99-100% от максимального показателя (слева — однородная температура на входе, справа — температурный профиль на входе)