بررسی مدلهای پیش بینی کننده جریان سیال درون اکسترودر؛ بخش اول: مدل کاستر

اکسترودر به عنوان یک ابزار شکل دهی مواد، تجهیزی اساسی و مهم در فرایند تولید در صنایع مختلف پلیمری از جمله صنعت لاستیک، صنایع مبتنی بر شکل دهی پلاستیک ها، صنایع غذایی و... محسوب می-گردد. شناخت عوامل اثرگذار بر دبی اکسترودر در پیش بینی عمکلرد و تعیین نقاط بهینه ی کارکرد این نوع از تجهیزات بسیار موثر است. از این رو در پژوهش حاضر و در دو بخش به بررسی دو مورد از مهم-ترین روش های مدل سازی جریان سیال درون اکسترودرها پرداخته می شود و نقاط ضعف و قوت هر یک در پیش بینی نیم رخ جریان و هم چنین دبی خروجی از اکسترودر مشخص می گردد. در بخش اول مدل کاستر مورد بررسی قرار گرفته است و در بخش دوم که متعاقبا منتشر خواهد شد مدل تدمور و گاگس مورد بررسی قرار خواهد گرفت. نتیجه ی بدست آمده از مدل کاستر دبی خروجی از اکسترودر را به صورت رابطه ی صریحی از شعاع پوسته، شعاع هسته ی پیچه، زاویه ی باله و سرعت زاویه ای چرخش پیچه پیش بینی می کند. برای جبران اختلاف بین دبی تیوری بدست آمده از مدل کاستر و دبی واقعی اکسترودرها نیز ضریب عمکلرد واقعی (که در واقع نسبت دبی واقعی به دبی تیوری است) تعریف شده است و نحوه محاسبه و استفاده از آن بیان گردیده است. نکته قابل اهمیت که تاکنون در مورد مدل های مربوط به اکسترودرها مغفول مانده است این می باشد که با وجود ساده سازی های مختلف در تبیین آن ها، می توان از نتایج حاصل از این مدل ها برای پیش بینی قابل قبولی از عملکرد اکسترودرهای مختلف در صنایع از جمله صنعت لاستیک استفاده نمود.