شبیهسازی اختلاط در محلولهای پلیمری امتزاجناپذیر به کمک روش نگاشت جریان
Abstract
هدف از این پروژه یافتن روشی برای مدلسازی اختلاط سیستمهای غیرهموژن همچون آمیزههای پلیمری امتزاجناپذیر است. برای تحلیل و بهینهسازی فرآیندهای اختلاط نیازمند ابزارهای محاسباتی هستیم. روش تکرار نگاشت یکی از روشهای جدید بر پایه استفاده از ماتریس توزیع غلظت جرمی است. اما، این روش فقط به بررسی اختلاط سیستمهای هموژن در هندسههای متفاوت جریان پرداخته است. در این پروژه، روش نگاشت برای مدلسازی اختلاط سیستمهای غیرهموژن اصلاح شده است. با استفاده از اصول اولیه فرمولاسیون جدید نگاشت برای میدان جریان در یک ریومتر چرخشی، ذرات با محاسبه میدان جریان به روش حل عددی حجم محدود ردیابی شدهاند. با اصلاح ضرایب معادله تفکیک شده میدان جریان، روش برای مدلسازی اختلاط سیالات امتزاجناپذیر اصلاح شد. شبیهسازی اختلاط سیستم هموژن پلیاتیلن با دانسیته پایین مذاب با دو رنگ متفاوت و سپس دو سیستم غیرهموژن پلیاتیلن با دانسیته پایین/ پلیپروپیلن و پلیاتیلن با دانسیته پایین/ پلیاستایرن توسط مدل ارائه شده انجام شده است. برای آزمودن صحت مدلسازی انجام شده، چند آزمایش بر پایه هندسه جریان بالا طراحی شده است. نتایج برای سیستم هموژن نشاندهنده حرکت یکنواخت ذرات در راستای میدان جریان است و برای سیستم غیرهموژن نشاندهنده جدایش ذرات از سطح مشترک است. همچنین، در سیستم غیرهموژن پلیاتیلن با دانسیته پایین/ پلیپروپیلن، سرعت و مقدار جدایش بالاتری نسبت به سیستم غیرهموژن پلیاتیلن با دانسیته پایین/ پلیاستایرن مشاهده شده است