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 بصورت سه بعدی مورد بررسی قرار می گیرد. سیال درون اکسترودر غیر نیوتنی می باشد و بر اساس رابطه Cross-WLF مدل می گردد. ابتدا میدان جریان سیال، بطور سه بعدی و دائمی درون مدل اکسترودر نامتقارن با استفاده از روش المان محدود (FEM) حل می گردد. سپس با تحلیل لاگرانژی جریان و ردگیری ذرات، می توان مسیر انتشار ذرات را ترسیم نمود. مسیر انتشار ذرات با انتگرال گیری عددی از میدان سرعت جریان به دست می آید. سه بعدی بودن سیال به همراه نامتقارنی در مسیر اطراف اسکترودر، سبب آشوبناک شدن اختلاط و افزایش بازدهی آن می گردد. به محاسبه نرخ محلی کشیدگی و تاشدگی می توان افزایش سطوح تماس المان های سیال با یکدیگر و در نتیجه افزایش بازدهی اختلاط را نشان داد. بررسی اثر افزایش نامتقارنی در اختلاط آشوبناک را نیز می توان با مقایسه مدل مدل نامتقارن اول با مدل نامتقارن دوم بررسی نمود. این افزایش نامتقارنی سبب تغییر در موقعیت منیفلدهای پایدار و ناپایدار درون جریان و تغییر الگوی جریان آشوبناک و مقادیر کشیدگی می شود.

Keywords:

اکسترودر , اختلاط Mixing , آشوب Chaos , ردگیری ذره Tracing , کشیدگی Stretching , تاشدگی Folding