فرآیند غلطک کاری: آشنایی و مدلسازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش مهندسی شیمی دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ولی عصر (عج)، رفسنجان، ایران

چکیده

کلندرها و جفت غلطکها به عنوان ابزار شکل دهی مواد (اغلب پلیمری) جایگاه ویژه ای در خطوط تولید صنایع مختلف از جمله صنعت لاستیک دارند. علی رغم سادگی ظاهری و کاربرد نه چندان سخت، همان طور که در این پژوهش نشان داده خواهد شد رفتار هیدرودینامیکی جریان مواد گذرنده از میان آن ها پیچیده بوده و تابع عوامل مختلفی است. در پژوهش حاضر ابتدا به معرفی این نوع تجهیزات و نکات مهم طراحی و بکار گیری آنها در شرایط عملیاتی پرداخته می شود. در ادامه به مدلسازی هیدرودینامیکی جریان بین غلطک ها پرداخته شده است و مدل گسکل به عنوان یک مدل پایه ای که مبنای اغلب مدل های توسعه داده شده ی دیگر است معرفی می گردد. در آخر نیز انواع مدلهای دیگری نیز که در راستای تعیین رفتار هیدرودینامیکی غلطکها توسعه داده شده اند به همراه ویژگیهای آنها معرفی می شود. این مدلها پیش بینی کننده دبی جریان بر مبنای پارامترهای هندسی و ویژگی های ماده و هم چنین مشخص کننده ی پروفایل سرعت، فشار و تنش و در مواردی دما در جریان مابین غلطکها هستند. استفاده از نتایج این مدلها وابسته به نیاز طراحی و عملیاتی مورد نظر است.

کلیدواژه‌ها


مراجع

1.    Eighmy Jr, G., ‘Calendering. Modem Plastics Encyclopedia, McGraw-Hill, New York, 1977: p. 234.
2.    Bhowmick, A., Rubber products manufacturing technology. 2018: Routledge.
3.    Tadmor, Z. and C.G. Gogos, Principles of polymer processing. 2013: John Wiley & Sons.
4.    Unkrüer, W., Beitrag zur Ermittlung des Druckverlaufes und der fliessvorgänge im Walzpalt bei der Kalanderverarbeitung von PVC hart zu folien. 1970, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen.
5.    Luther, S. and D. Mewes, Three‐dimensional polymer flow in the calender bank. Polymer Engineering & Science, 2004. 44(9): p. 1642-1647.
6.    Gaskell, R., The calendering of plastic materials. JOURNAL OF APPLIED MECHANICS-TRANSACTIONS OF THE ASME, 1950. 17(3): p. 334-336.
7.    McKelvey, J.M., Polymer processing. 1962: John Wiley & Sons.
8.    Bergen, J. and G. Scott, Pressure distribution in the calendering of plastic materials. J. Appl. Mech, 1951. 18: p. 101-106.
9.    Osswald, T.A. and J.P. Hernández-Ortiz, Polymer processing. Modeling and Simulation. Munich: Hanser, 2006: p. 1-651.
10.    Brazinsky, I., et al., A theoretical study of liquid‐film spread heights in the calendering of newtonian and power law fluids. Journal of Applied Polymer Science, 1970. 14(11): p. 2771-2784.
11.    Alston Jr, W.W. and K.N. Astill, An analysis for the calendering of non‐newtonian fluids. Journal of Applied Polymer Science, 1973. 17(10): p. 3157-3174.
12.    Javed, M.A., N. Ali, and M. Sajid, A theoretical analysis of the calendering of Ellis fluid. Journal of Plastic Film & Sheeting, 2017. 33(2): p. 207-226.
13.    Paslay, P., Calendering of a viscoelastic material. J Appl Mech, 1957. 24: p. 602-605.
14.    Tokita, N. and J.L. White, Milling behavior of gum elastomers: Experiment and theory. Journal of Applied Polymer Science, 1966. 10(7): p. 1011-1026.
15.    Chong, J., Calendering thermoplastic materials. Journal of Applied Polymer Science, 1968. 12(1): p. 191-212.
16.    Agassant, J. and P. Avenas. Calendering of PVC. Forecast of Stresses and Torques. in 2nd Intern. Symp. PVC, Lyon, France. 1976.
17.    White, J.L., Elastomer rheology and processing. Rubber chemistry and technology, 1969. 42(1): p. 257-338.
18.    Ding, X.T., et al. Finite Elements Prediction of Temperature Field and Thermal Stresses in Thermal Roll of Calendering Process. in Advanced Materials Research. 2013. Trans Tech Publ.
19.    Mitsoulis, E., Numerical simulation of calendering viscoplastic fluids. Journal of non-newtonian fluid mechanics, 2008. 154(2-3): p. 77-88.
20.    Polychronopoulos, N.D., I.E. Sarris, and T. Papathanasiou, 3D features in the calendering of thermoplastics: A computational investigation. Polymer Engineering & Science, 2014. 54(7): p. 1712-1722.
21.    Lopez-Gomez, I., O. Estrada, and T. Osswald, Modeling and simulation of polymer processing using the radial functions method. Wak Zeitschrift Kunststofftechnik, 2007. 3(2).
22.    Ehrmann, G. and J. Vlachopoulos, Determination of power consumption in calendering. Rheologica Acta, 1975. 14(8): p. 761-764.