НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ РЕАГИРУЮЩИХ ВЯЗКОУПРУГИХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ В ПЛОСКОМ КАНАЛЕ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 26 > №2 / 2020 / Страницы: 190-199

НЕИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ РЕАГИРУЮЩИХ ВЯЗКОУПРУГИХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ В ПЛОСКОМ КАНАЛЕ

Аннотация:

Представлена математическая модель неизотермического течения неньтоновской жидкости в плоском канале. Многие допущения были сделаны на основании того, что течение осуществляется при низких значениях критерия Рейнольдса и высоком значении критерия Пекле. Это позволяет пренебречь в уравнении движения инерционными членами и в уравнении энергии осевой теплопроводностью. В качестве реологической модели используется модель Фан-Тьен-Таннера. Учитываются тепловые граничные условия первого рода и диссипация энергии. Течение сопровождается протеканием химической реакции, приводящей к резкому росту вязкости. Вязкость считается зависящей от температуры и степени превращения. Это, в свою очередь, привело к включению в математическую модель кинетического уравнения химической реакции. Считается, что химическая реакция проходит в одну стадию и может быть описана с помощью одного параметра — степени превращения. При достижении некоторой критической степени превращения вязкость устремляется в бесконечность и композиция теряет текучесть. Температура среды на входе в канал и температура стенок канала не совпадают. Это означает, что композиция по мере течения в канале будет прогреваться как от горячих стенок канала, так и за счет диссипации энергии. Тепловыделения химической реакции не учитываются. Решение проводилось численным методом конечных разностей по итерационной схеме. Приведены результаты расчетов. Показано значительное влияние различных факторов на профили скорости, а также на распределение давления и среднемассовой температуры вдоль канала. Из приведенных расчетов видно, что зависимость вязкости от температуры и степени превращения может значительно менять всю гидродинамическую и тепловую ситуацию в канале. Так, при расчете среднемассовой температуры игнорирование диссипации энергии и зависимости вязкости от степени превращения приводит к значительной ошибке, возрастающей при этом по мере увеличения приведенной длины.

0