Numerical analysis of a new mound-shaped extensional mixing element designed based on a sine curve in single-screw extrusion / Hezhi He in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING, Vol. 38, N° 4 (2023)  

[article]  inINTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. 38, N° 4 (2023) . - p. 472-482 Titre : Numerical analysis of a new mound-shaped extensional mixing element designed based on a sine curve in single-screw extrusion Type de document : texte imprimé Auteurs : Hezhi He, Auteur ; Weijie Li, Auteur ; Zonghai Huang, Auteur ; Guidong Tian, Auteur ; Zhiwen Zhu, Auteur Année de publication : 2023 Article en page(s) : p. 472-482 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Alliages polymères Analyse numérique Extrudeuse monovis Mécanique des fluides numériques La mécanique des fluides numérique (MFN), plus souvent désignée par le terme anglais computational fluid dynamics (CFD), consiste à étudier les mouvements d'un fluide, ou leurs effets, par la résolution numérique des équations régissant le fluide. En fonction des approximations choisies, qui sont en général le résultat d'un compromis en termes de besoins de représentation physique par rapport aux ressources de calcul ou de modélisation disponibles, les équations résolues peuvent être les équations d'Euler, les équations de Navier-Stokes, etc. La CFD a grandi d'une curiosité mathématique pour devenir un outil essentiel dans pratiquement toutes les branches de la dynamique des fluides, de la propulsion aérospatiale aux prédictions météorologiques en passant par le dessin des coques de bateaux. Dans le domaine de la recherche, cette approche est l'objet d'un effort important, car elle permet l'accès à toutes les informations instantanées (vitesse, pression, concentration) pour chaque point du domaine de calcul, pour un coût global généralement modique par rapport aux expériences correspondantes. Domaines d'application : La CFD est particulièrement employée dans les domaines des transports, pour étudier notamment le comportement aérodynamique des véhicules (automobile, aéronautique, etc) conçus. La CFD est également utilisée dans le domaine des installations critiques telles que les salles de serveurs. Elle permet de réaliser une représentation 3D de la salle, comprenant toutes les informations relatives aux équipements informatiques, électriques et mécaniques. On obtient une carte graduée des différentes zones de chaleur présentes, ce qui permet de détecter les zones critiques et les points chauds (ou "hot spots"). Simulation par ordinateur Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : The rapid development of polymer blends and nanocomposites has put forward new requirements for the mixing performance of extruders. In comparison with shear flow field, extensional flow field has been shown to have unique advantages in improving dispersive mixing performance and reducing energy consumption. However, building an extensional flow field in a conventional single-screw extruder remains challenging. In this work, a new mound-shaped extensional mixing element (M-EME) was designed based on the geometric characteristics of a sine curve. To investigate the effect of this M-EME on the mixing properties of a conventional single-screw extruder, a numerical simulation analysis of this M-EME was performed. The results showed that the proportion of the region with a mixing index greater than 0.55 in the M-EME was higher than 43 %, and that the highest mixing index of the M-EME reached around 0.9, confirming the dominance of the extensional flow field in the M-EME. Moreover, it was observed that the changes in amplitude and period of the sine function have no significant effect on the distribution of the mixing index. The findings from this work provide a viable way to generate extensional flow fields in conventional screw extruders. Note de contenu : - NUMERICAL SIMULATION : Geometric model - Computational fluid dynamics (CFD) modeling - RESULTS AND DISCUSSION : Velocity field - Pressure - Viscous heating - Dispersive mixing - Table 1 : Structural parameters for the 12 different geometries - Table 2 : Other dimensional parameters of the M-EME DOI : https://doi.org/10.1515/ipp-2022-4319 En ligne : https://drive.google.com/file/d/18NS8SuL_Prj2wNcrnMQCVYqDAgL2rJkw/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=40109 [article]

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