Математическое моделирование процессов плавления полимеров для проектирования осциллирующих экструдеров

Введение
1 Анализ математических моделей процессов плавления
полимерных материалов в шнековых экструдерах.
1.1 Осциллирующие экструдеры.
1.1.1 Серии. Технические характеристики. Области применения.
1.1.2 Модульный корпус. Месительные зубья и штифты корпуса
1.1.3 Модульный шнек
1.2 Кинематика процесса переработки полимерных материалов в осциллирующем экструдере.
1.3 Функциональные зоны канала шнека экструдера
1.3.1 Зона питания1.
1.3.2 Зоны плавления и транспортировки расплава.
1.4 Процессы плавления полимеров в шнековых экструдерах
1.4.1 Экспериментальные исследования и механизмы процесса.
1.4.2 Математические модели процесса пробкового плавления.
1.4.3 Математические модели процесса дисперсного плавления
1.5 Моделирование потоков утечек расплава в шнековых экструдерах
1.6 Математическое моделирование смешения расплавов полимеров
1.6.1 Процессы смешения в осциллирующем экструдере
1.6.2 Методы количественной оценки качества смесей
1.7 Численные подходы к решению задачи Стефана.
1.8 Методы решения уравнений в частных производных.
1.9 Выводы по главе 1 .
2 Математическая модель процесса пробкового плавления.
2.1 Экструдер как объект исследования и проектирования.
2.2 Математическая модель процесса пробкового плавления
2.2.1 Механизм плавления уплотненной твердой фазы в экструдере
2.2.2 Определение температуры межфазной поверхности.
2.2.3 Обоснование структуры математической модели.
2.2.4 Расчет геометрических параметров элементов модульного шнека .
2.2.5 Моделирование кинематики движения шнека.
2.2.6 Структура математической модели пробкового плавления
2.2.7 Расчет потоков утечек расплава через радиальные зазоры и прорези
в витках нарезки элементов шнека.
2.3 Расчет переменных состояния процесса пробкового плавления
2.3.1 Расщепление давления расплава по методу Госмана Сполдинга .
2.3.2 Расчет кинематических полей плоского потока расплава.
2.3.3 Расчет градиентов давления методом Рейсби Шнайдера.
2.3.4 Разностная аппроксимация уравнений тепловых балансов
фаз и анализ устойчивости схемы методом Фурье Неймана
2.3.5 Расчет профиля давления и поля температуры твердой фазы
2.3.6 Расчет поля температуры расплава.
2.4 Расчет движения границы раздела фаз.
2.5 Расчет критериальных показателей процесса плавления.
2.5.1 Удельное энергопотребление полимерного материала.
2.5.2 Средняя степень смешения расплава полимерного материала
2.5.3 Индекс термической деструкции полимерного материала
2.6 Алгоритм расчета зоны пробкового плавления
2.7 Выводы по главе 2.
3 Математическая модель процесса дисперсного плавления.
3.1 Механизм плавления дисперсных частиц твердой фазы
в осциллирующем экструдере.
3.2 Разработка структуры математической модели
3.2.1 Основные допущения.
3.2.2 Ячеечная схема микродвижения расплава около частиц.
3.2.3 Структура математической модели микродвижения в ячейке
3.2.4 Структура математической модели дисперсного плавления.
3.3 Расчет переменных состояния твердой фазы и расплава
3.3.1 Расчет гидродинамических характеристик потока расплава
3.3.2 Расчет теплового баланса расплава.
3.3.3 Расчет переменных состояния твердой фазы
3.4 Алгоритм расчета зоны дисперсного плавления
3.5 Расчет критериальных показателей дисперсного плавления.
3.6 Выводы по главе 3
4 Определение параметров и проверка адекватности
математических моделей. Разработка программного комплекса
4.1 Определение параметров математических моделей плавления
4.1.1 Расчет коэффициента влияния давления на плотность пробки
4.1.2 Определение реологических параметров дисперсной смеси.
4.1.3 Расчет кинетических параметров процесса деструкции
4.2 Проверка адекватности математических моделей.
4.2.1 Длина зоны плавления осциллирующего экструдера
4.2.2 Профиль температуры полимерного материала по длине шнека
4.2.3 Профили толщины расплава и радиуса твердой частицы
по длине канала шнека.
4.3 Программный комплекс для математического моделирования и исследования процесса плавления.
4.4 Исследование закономерностей процесса плавления в осциллирующем экструдере по математическим моделям
4.4.1 Влияние конфигурации шнека на длину зоны плавления.
4.4.2 Влияние фазы колебаний шнека на давление полимерного материала
4.4.3 Влияние механизма плавления на среднюю температуру
твердой фазы и расплава полимерного материала.
4.4.4 Влияние режимных параметров экструдера на температуру и вязкость расплава полимера в конце зоны плавления
4.4.5 Анализ критериальных показателей процесса плавления
4.5 Выводы по главе 4.
Выводы.
Список использованных источников