شبیه‌سازی جریان غیر همدمای لاستیک در میکسر بنبوری با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی

Abstract

اختلاط یکی از مراحل اولیه و ضروری در فرآیند صنعتی ساخت لاستیک است. هدف اصلی اختلاط شامل ترکیب مواد، افزودن انرژی برای شکستن پیوند‌های مولکولی و ادغام مواد با هوا است. پارامترهای عملیاتی مختلفی در کیفیت اختلاط تأثیرگذار است. تحقیق حاضر بر روی شبیه‌سازی غیر هم‌دمای اختلاط لاستیک در یک میکسر بنبوری انجام ‌شده‌ است. مطالعات عددی سه‌بعدی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی به منظور دسترسی به اثر پارامترهای عملیاتی مختلف انجام‌ شده است. حرکت روتورها در محاسبات از طریق تکنیک مش لغزان انجام‌ شده است و روش حجم سیال مبتنی بر رویکرد اویلری برای ردیابی سطح مشترک بین فاز لاستیکی و هوا استفاده شده است. مدل ویسکوزیته غیر نیوتنی کریو-یاسودا همراه با یک فرمول آرنیوس برای تعیین ویسکوزیته وابسته به دمای لاستیک استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که ویسکوزیته بالای لاستیک منجر به گرمایش ویسکوز می‌شود. این پدیده، به‌ویژه در ناحیه باریک بین نوک روتور و دیواره که نرخ برش بالایی وجود دارد موثر است و این عامل بر ویسکوزیته و ویژگی‌های جریان لاستیک تأثیر می‌گذارد.

Keywords

• اختلاط
• دینامیک سیالات محاسباتی
• گرمایش ویسکوز
• لاستیک
• بنبوری