Polimerik malzemelerin üretiminde akış fazındaki kararsızlıkların ürün kalitesine etkileri

Bu çalışmada spesifik bir polimerik akışkanın, ekstrüzyon, enjeksiyonla kalıplama ve fiber üretimi gibi çok önemli endüstriyel proseslerde yaygın olarak kullanılan ani daralan bir geometride tespit edilen kritik akış şartlarının (diğer bir ifadeyle kritik üretim hızının), özellikle ürün kalitesi başta olmak üzere, proses üzerindeki etkileri tartışılmaktadır. Elde edilen sonuçlar endüstride polimerik malzeme üretiminde, üretim hızının makine kapasitesi dışında bu akış kararsızlıkları nedeniyle belli limitlerin altında tutulması gerektiğini göstermektedir. Tespit edilen üç farklı karakterdeki zamana bağlı akış kararsızlıklarının uygulamaları makroskobik olarak hangi yönleriyle etkileyebileceği konusuna dikkat çekilmektedir.

The effects of flow instabilities on the quality of final products in polymer processing

In this study, the effects of flow instabilities on the quality of final products in polymer processing are investigated for a circular sudden contraction geometry. This geometry is of interest in some important commercial polymer processing applications, such as extrusion, injection molding and fiber spinning. Flow transitions determined by instantaneous differential pressure measurements and streakline photography are summarized and their possible macroscopic effects on the processing are discussed. It is concluded that temporal flow transitions observed here may result in substantial changes in the morphology and molecular orientation of the final product and cause excess pressure losses leading to extra pumping power need per unit throughput rate during a related processing.

___

(1) Z. Tadmor, C.G. Gogos, Principles of Polymer Processing, Wiley&Sons (New York) 1979.
(2) J.R.A. Pearson, L.V. McIntire, J. Non- Newtonian FluidMechs. 6 (1986) 81.
(3) C.J.S. Petrie, M. M. Denn, AIChE J. 22 (1976) 209.
(4) R.G. Larson, Rheol. Acta, 31 (1992) 213.
(5) S.A. White, A.D. Gotsis, D.G. Baird, J. Non-Newtonian Fluid Mech., 24 (1987) 121.
(6) R.B. Bird, R.C. Armstrong, O. Hassager, Dynamics of Polymeric Liquids. Volume 1: Fluid Mechanics. 2nd edition, Wiley Interscience (NewYork) 1987.
(7) D. V. Boger, Ann. Rev. Fluid Mech., 19 (1987) 157.
(8) D. V. Boger, K. Walters, Rheological Phenomenia in Focus., Elsevier (New York)1993.
(9) S.J. Muller, Ph.D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 1986.
(10) G.H. McKinley, W.P. Raiford, R.A. Brown,R.C. Armstrong, J. Fluid Mech., 223 (1991)411.
11.B. Yesilata, A. Oztekin, S. Neti, J Non-Newtonian Fluid Mech, v 87 n 1 p 35-62(1999).
(12)D.V. Boger, J. Non-Newtonian Fluid Mech,3(1977/78)87.
(13)J.M. Piau, N. El Kissi, B. Tremblay, J. Non-Newtonian Fluid Mech., 34 (1990) 145.