An Iterative Approach for the Parameter Estimation of Shear-Rate and Temperature-Dependent Rheological Models for Polymeric Liquids

2021

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/polym13234185
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Numerical flow simulations play an important role in polymer processing. One of the essential prerequisites for accurate and precise flow simulations is to obtain accurate materials functions. In the framework of the generalized Newtonian fluid model, one needs to obtain shear viscosity as a function of the rate-of-shear and temperature-as determined by rheometry-and then fitted to a mathematical model. Often, many subjectively perform the fitting without paying attention to the relative quality of the estimated parameters. This paper proposes a unique iterative algorithm for fitting the rate-of-shear and temperature-dependent viscosity model under the time-temperature superposition (TTS) principle. Proof-of-concept demonstrations are shown using the five-parameter Carreau-Yasuda model and experimental data from small-amplitude oscillatory shear (SAOS) measurements. It is shown that the newly proposed iterative algorithm leads to a more accurate representation of the experimental data compared to the traditional approach. We compare their performance in studies of the steady isothermal flow of a Carreau-Yasuda model fluid in a straight, circular tube. The two sets of parameters, one from the traditional approach and the other from the newly proposed iterative approach, show considerable differences in flow simulation. The percentage difference between the two predictions can be as large as 10% or more. Furthermore, even in cases where prior knowledge of the TTS shifting factors is not available, the newly proposed iterative approach can still yield a good fit to the experimental data, resulting in both the shifting factors and parameters for the non-Newtonian fluid model.