Maximilian Prechtl,
"Simulation von Wandgleiten im gleichlaufenden Doppelschneckenextruder mit ANSYS R Polyflow R 16.2"
, 8-2016
Original Titel:
Simulation von Wandgleiten im gleichlaufenden Doppelschneckenextruder mit ANSYS R Polyflow R 16.2
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Die Masterarbeit behandelt isotherme Simulationen eines gleichlaufenden, eng
kämmenden Doppelschneckenextruders mit dem Softwarepaket ANSYS® Polyflow®. Hierbei
wird vorwiegend auf die Berücksichtigung von Wandgleiten eingegangen, das bei der
Verarbeitung des Materials Polylactid (PLA) auftritt.
Um in der Simulation das Materialverhalten von PLA zu beschreiben, wird das rheologische
Stoffgesetz von Carreau-Yasuda verwendet und an die Materialdaten angepasst.
Vorweg gemessene Materialdaten wurden vom Institut für Polymerextrusion und Compoundierung
(ipec) zur Verfügung gestellt. Da jedoch Daten für geringe Schergeschwindigkeiten
fehlen, werden ergänzende rheologische Messungen durchgeführt. Die Materialdaten vom
ipec wurden an einem Konos 38 (Milacron LLC, Cincinnati) gemessen, wohingegen die ergänzenden
Materialdaten an einem Platte-Platte-Rheometer MCR 302 (Anton Paar GmbH,
Graz) generiert werden. Das Wandgleitverhalten wird mittels asymptotischem Wandgleitmodells
beschrieben.
Bereits vorhandene Messdaten vom ipec werden für die Validierung der berechneten
Ergebnisse herangezogen. Diese wurden an dem Doppelschneckenextruder ZSE 27 MAXX
(Leistritz Extrusionstechnik GmbH, Nürnberg) gemessen.
Mögliche Einflüsse der Rechengitterqualität bzw. Feinheit der Diskretisierung und der
verwendeten Interpolationsmethoden auf die Ergebnisse werden analysiert um eine ausreichende
Genauigkeit der Ergebnisse zu gewährleisten.
Es wird gezeigt das wandgleitende Effekte den Druckverlauf im gleichlaufenden Doppelschneckenextruder,
sowie das benötigte Moment des Schneckenpaares stark beeinflussen.
Des Weiteren wird eine starke Abhängigkeit des Druckaufbaus von der Schneckendrehzahl
und Temperatur festgestellt, welche in beiden Fällen der Realität entspricht.
Forschungs-