A Multi-Rheology Design Method of Sheeting Polymer Extrusion Dies Based on Flow Network and the Winter–Fritz Design Equation

2021

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/polym13121924
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

In the polymer sheet processing industry, the primary objective when designing a coat-hanger die is to achieve a uniform velocity distribution at the exit of the extrusion die outlet. This velocity distribution depends on the internal flow channels of the die, rheological parameters and extrusion process conditions. As a result, coat-hanger dies are often designed for each polymer based on its individual rheological data and other conditions. A multi-rheology method based on a flow network model and the Winter-Fritz equation is proposed and implemented for the calculation, design and optimization of flat sheeting polymer extrusion dies. This method provides a fast and accurate algorithm to obtain die design geometries with constant wall-shear rates and optimal outlet velocity distributions. The geometric design when complemented and validated with fluid flow simulations could be applied for multi-rheological fluid models such as the power-law, Carreau-Yasuda and Cross. This method is applied to sheet dies with both circular- and rectangular-shaped manifolds for several rheological fluids. The designed geometrical parameters are obtained, and the associated fluid simulations are performed to demonstrate its favorable applicability without being limited to only the power-law rheology. The two such designed dies exhibit 32.9 and 21.5 percent improvement in flow uniformity compared to the previous methods for dies with circular and rectangular manifolds, respectively.