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Type: TESE
Title: Modelagem e simulação de um escoamento multicamadas no processo de fabricação de filmes planos de poli (etileno tereftalato)
Author: Witkoski, Nilson Andreis
Advisor: Abreu, César Augusto Moraes de
Abstract: Resumo: Realizamos o estudo de um escoamento multicamadas em processos de fabricação de filmes planos à base de polímeros de Poli (Etileno Tereftalato). As soluções numéricas das equações do modelo foram obtidas pelo Método dos Elementos Finitos, utilizando-se o pacote computacional POLYFLOW. As propriedades reológicas dos polímeros foram determinadas em fluxo de cisalhamento e ajustadas a modelos de Bird-Carreau. Estudamos o processo de formação das interfaces entre as camadas através da simulação bidimensional de escoamentos bicomponentes em desenvolvimento. Investigamos a influência de diversos fatores, tais como, os ângulos e as velocidades de introdução das camadas, a razão das viscosidades dos polímeros e a geometria do canal no ponto de confluência. A partir dos valores das deformações elongacionais sofridas pelos fluidos na interface, fazemos considerações sobre os comportamentos que podem levar à ocorrência de instabilidades interfaciais nesta região. Por meio de simulações em duas dimensões, estudamos o comportamento do escoamento de 4 camadas assimétricas dentro da caixa de coextrusão quanto à distribuição das espessuras e dos tempos de residências das camadas, à uniformidade das espessuras das camadas, às perdas de cargas do escoamento e aos efeitos térmicos. Realizamos a simulação em três dimensões do escoamento em uma fieira do tipo cabide, porém, limitada a um único polímero passando através dela. Estudamos a uniformidade da vazão na saída da fieira em função de diversos parâmetros do processo, das propriedades do polímero e da sua geometria. Fazemos considerações sobre o comportamento de um escoamento multicamadas na mesma fieira. A comparação dos resultados do modelo com os dados obtidos em uma planta industrial foi satisfatória, consistindo, pois, em um instrumento valioso na compreensão do processo de coextrusão, bem como no desenvolvimento de novos equipamentos

Abstract: Nmnerical simulations of a multilayer flow has been undertakenin a process for producing Poly (Ethylene Terephtalate) flat films. Viscosity functions are fitted by Bird-Carreau models. The temperature dependence of viscosity follows the Arrhenius equations. The motion equations are solved by POLYFLOW, a Finite ElementMethod program for viscous and viscoelastics flow simulations. Bidimensional numerical simulations of the entry flows in a bicomponent coextrusion are carried out to study the interface development. The effects of the layers entry velocity matching, layer viscosity ratio and channel geometry are investigated based on the interface shear and extensional deformations. Correlations of the interface behaviour with the occurence of interface instabilities are proposed. Bidimensional numerical simulations of a 4-layer assymmetric parallel coextrusion are made to investigate the residence time distribution, the role of viscous and conductive heat-transfers i11the flow and the layers thickness variations due to opera6ng conditions changes. Three dimensional simulations of the flow inside a linearly tapered coathanger fiat die are carried out, but limited to one fluid only. These simulations are aimed at studying the effects of the process parameters and the die geometry on the trhoughput uniformity along the die width. Considerations are made about the behaviour of the multilayer flow in the same die. The calculated results have correlated well with experimental values obtained in the industrialline, so, the proposed model may be applied to improve the understanding of the coextrusion flows as well as to the design of new equipments
Subject: Processo de extrusão
Poliésteres
Filmes finos
Fluxo viscoso
Modelos matemáticos
Viscoelasticidade
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1996
Appears in Collections:FEQ - Dissertação e Tese

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