Numerical study of polymer fluid flows in the channel of a screw extruder using one-and two-dimensional models

Authors

  • Evgeniy Vladimirovich Subbotin Perm National Research Polytechnic University image/svg+xml
  • Nataliya Mikhailovna Trufanova Perm National Research Polytechnic University image/svg+xml
  • Aleksey Grigorievich Shcherbinin Perm National Research Polytechnic University image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.4.53

Keywords:

polymer flow, numerical modeling, pressure drop-flow rate characteristics

Abstract

This paper is devoted to numerical modeling of viscous fluid flows in the channels of screw pumps. The results of computational experiments obtained using different mathematical models are given. The analysis of the influence of the mathematical model dimension, curvature, channel geometry, rheological properties of the material on the calculation results is performed.The applicability of the models used in this study is verified.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Раувендаль К. Экструзия полимеров. – СПб.: Профессия, 2008. – 786 с.
2. Тадмор З., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров. – М.: Химия, 1984. – 632 с.
3. Славнов Е.В., Судаков А.И., Бузмакова С.В. Модель радиальных утечек с циркуляцией в однозаходных шнековых машинах // Вычисл. мех. сплош. сред. – 2008. – Т. 1, № 4. – С. 88-96.
4. Петров И.А., Славнов Е.В. Моделирование течения в шнеке с радиальным зазором как системы с распределенной обратной связью, описываемой дифференциальным уравнением с запаздывающим аргументом // Вычисл. мех. сплош. сред. – 2012. – Т. 4, № 1. С.107-113.
5. Янков В.И., Труфанова Н.М., Щербинин А.Г. Изотермическое течение аномально-вязких жидкостей в винтовых уплотнениях с продольной циркуляцией // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2006. – № 6. – С. 3-5.
6. Syrjala S. Numerical simulation of nonisothermal flow of polymer melt in a single-screw extruder: a validation study // Numer. Heat Tr. A-Appl. – 2000. – V. 37, N. 8. – P. 897-915. DOI
7. Янков В.И., Боярченко В.И., Первадчук В.П. Переработка волокнообразующих полимеров. В семи томах. – Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. – Т. 2. – 1002 с.
8. Yu Q., Hu G.-H. Development of a helical coordinate system and its applications to analysis of polymer flow in screw extruders. Part II: A helical channel model for single screw extruders // Polym. Eng. Sci. – 1998. – V. 38, N. 5. – P. 819-830. DOI
9. Янков В.И. Исследование и разработка методов расчета шнековых насосов и аппаратов непрерывного растворения полимеров в производстве синтетических волокон / Дис… д-ра техн. наук: 05.04.09. – Калинин, 1978. – 450 с.
10. Янков В.И., Труфанова Н.М., Щербинин А.Г. Неизотермическое течение полимерных жидкостей в винтовых уплотнениях с продольной циркуляцией // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2006. – № 3. – С. 12-15.

###

Rauvendal’ K. Ekstruzia polimerov. - SPb.: Professia, 2008. - 786 s.
2. Tadmor Z., Gogos K. Teoreticeskie osnovy pererabotki polimerov. - M.: Himia, 1984. - 632 s.
3. Slavnov E.V., Sudakov A.I., Buzmakova S.V. Model’ radial’nyh utecek s cirkulaciej v odnozahodnyh snekovyh masinah // Vycisl. meh. splos. sred. - 2008. - T. 1, No 4. - S. 88-96.
4. Petrov I.A., Slavnov E.V. Modelirovanie tecenia v sneke s radial’nym zazorom kak sistemy s raspredelennoj obratnoj svaz’u, opisyvaemoj differencial’nym uravneniem s zapazdyvausim argumentom // Vycisl. meh. splos. sred. - 2012. - T. 4, No 1. S.107-113.
5. Ankov V.I., Trufanova N.M., Serbinin A.G. Izotermiceskoe tecenie anomal’no-vazkih zidkostej v vintovyh uplotneniah s prodol’noj cirkulaciej // Himiceskoe i neftegazovoe masinostroenie. - 2006. - No 6. - S. 3-5.
6. Syrjala S. Numerical simulation of nonisothermal flow of polymer melt in a single-screw extruder: a validation study // Numer. Heat Tr. A-Appl. - 2000. - V. 37, N. 8. - P. 897-915. DOI
7. Ankov V.I., Boarcenko V.I., Pervadcuk V.P. Pererabotka voloknoobrazuusih polimerov. V semi tomah. - Moskva-Izevsk: NIC <>, 2005. - T. 2. - 1002 s.
8. Yu Q., Hu G.-H. Development of a helical coordinate system and its applications to analysis of polymer flow in screw extruders. Part II: A helical channel model for single screw extruders // Polym. Eng. Sci. - 1998. - V. 38, N. 5. - P. 819-830. DOI
9. Ankov V.I. Issledovanie i razrabotka metodov rasceta snekovyh nasosov i apparatov nepreryvnogo rastvorenia polimerov v proizvodstve sinteticeskih volokon / Dis... d-ra tehn. nauk: 05.04.09. - Kalinin, 1978. - 450 s.
10. Ankov V.I., Trufanova N.M., Serbinin A.G. Neizotermiceskoe tecenie polimernyh zidkostej v vintovyh uplotneniah s prodol’noj cirkulaciej // Himiceskoe i neftegazovoe masinostroenie. - 2006. - No 3. - S. 12-15.

Downloads

Published

2012-12-25

Issue

Section

Articles

How to Cite

Subbotin, E. V., Trufanova, N. M., & Shcherbinin, A. G. (2012). Numerical study of polymer fluid flows in the channel of a screw extruder using one-and two-dimensional models. Computational Continuum Mechanics, 5(4), 452-460. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.4.53