5. Giới thiệu chung về đề tài thiết kế
2.1.2Các giả thiết giới hạn và điều kiện biên
Hệ thống của các phương trình bảo toàn không thể được giải trong dạng thông thường của nó, bởi vậy khi tính toán các trường vận tốc và nhiệt độ phải đưa vào các giả thiết thích hợp để đơn giản hóa nó. Sự đơn giản hóa này phụ thuộc vào sự lựa chọn phương pháp tính toán. Sự chính xác của kết quả tính toán phụ thuộc lớn vào sự tiến gần của các giả thiết giới hạn đến thực tế. Vì vậy, trong mỗi trường hợp một giá trị tới hạn của giá trị giả thiết là cần thiết.
Những giả thiết quan trọng nhất được dùng khi thiết kế đầu đùn bao gồm:
1. Trạng thái tĩnh của dòng chảy tầng : đối với quá trình đùn liên tục giả thiết trạng thái tĩnh của dòng chảy được chấp nhận; nhưng không có giá trị cho sự khởi cuộc ban đầu hoặc gia công không liên tục như đúc thổi với với sự tích lũy nhựa ở đầu đùn (sự đùn ra là không liên tục).
2. Lực quán tính và lực hấp dẫn có thể không chú ý tới khi so sánh với lực ma sát và áp suất. Giả thiết này luôn là phép xấp xỉ cho dòng chảy polymer.
3. Sự bám thành: điều kiện này ở trường hợp nào đó không gặp nhau cục bộ. Vì mô hình có giá trị thông thường và dữ liệu vật liệu miêu tả sự trượt ở thành là không có khả năng, sự bám thành luôn luôn được giả thiết.
4. Sự giảm thiểu của phương khả biến của hệ tọa độ (sự cố định của phương trung tính của tọa độ): ví dụ, với kênh dẫn tròn
, có nghĩa là sự phân phối tâm của các trạng thái thay đổi (đối xứng tròn).
Với dòng chảy qua khe, ảnh hưởng của thành kênh dẫn có thể được bỏ qua khi B/H lớn hơn 10, có nghĩa rằng không có sự thay đổi trong hướng chiều rộng (dòng chảy phẳng).
Gradient vận tốc theo hướng của dòng chảy nhỏ hơn rất nhiều theo hướng ngang. Nếu mặt cắt ngang của kênh dẫn dòng chảy theo hướng ngang của dòng chảy là hằng số, đường biên của dòng chảy nhớt phẳng được gộp vào khi nó xuất hiện, ví dụ trong vùng đẩy ra của đầu đùn cho đùn định hình.
5. Gradient áp suất hằng số trong mặt cắt kênh dẫn, có nghĩa rằng việc không để ý đến tác động của ứng suất pháp tuyến là cần thiết.
6. Dòng chảy phát triển hoàn toàn trong từng mặt cắt ngang của kênh dẫn khi cắt vuông góc với trục của kênh dẫn. (gradient của nhiệt độ và tốc độ cắt trong hướng của dòng chảy rất nhỏ mà ứng suất trượt có thể được biểu thị trong trường hợp độ nhớt tương ứng với lực cắt cục bộ và nhiệt độ (so sánh với giả thiết 5).
7.Sự vận chuyển nhiệt đối lưu trong hướng của dòng chảy lớn hơn sự truyền nhiệt.
8. Sự truyền nhiệt vuông góc với hướng dòng chảy hoàn toàn bổ sung cho độ dẫn nhiệt.
9. Mật độ bằng hằng số (không nén được), sự truyền nhiệt hằng số và năng suất khuếch tán nhiệt hằng số của chất nóng chảy.
Sự bảo toàn của các thông số vật liệu có thể được áp dụng chỉ khi trạng thái nhiệt động trong vùng gia công thay đổi rất nhỏ, khi không có các điểm của chuyển tiếp và các thông số vật liệu có thể được đưa ra với các giá trị trung bình trong vùng này với một sự xấp xỉ tốt.
Điều kiện biên nhiệt dưới đây thường được thiết đặt:
10. Sự thay đổi liên tục nhiệt độ trong lớp nóng chảy tại thành của đầu đùn cho một dòng nóng chảy bám chặt vào thành được xem xét như sau:
(20) Trong đó
nhiệt trở suất
TW nhiệt độ của dòng nóng chảy tại thành
TR đã biết, điều khiển nhiệt độ trong thân đầu đùn
k hệ số của truyền nhiệt nhiệt cho thành giữa lớp tiếp xúc của dòng chảy/đầu đùn và điểm của nhiệt độ TR ở trong khoảng s của thành.
Từ phương trình trên có:
; (21)
Số Biot không thứ nguyên Bi, là đặc tính của sự truyền nhiệt qua xuyên qua thành, biến đổi cho các đầu đùn nằm trong khoảng 1 và 100. Nó chỉ thích hợp cho dòng của nhiệt độ vuông góc với bề mặt tiếp xúc dòng nóng chảy /đầu đùn. 11.Nhiệt độ của dòng nóng chảy ở thành bằng nhiệt độ ở thành, nghĩa là TR=TW.
Điều này nghĩa là thành đẳng nhiệt (Bi ). Tuy nhiên, với Bi=100, thành có thể được xem xét là đẳng nhiệt.
12.Nếu bằng 0, Bi cũng bằng 0. Ở đây thành được xem xét là đoạn nhiệt, nghĩa là nó tiếp nhận nhiệt độ của riêng chất dẻo nóng chảy. (điều giả thiết này được chấp nhận cho cạnh bên của lưới lọc dài, tấm lọc hoặc sàng dọc nóng chảy).
Sự đoạn nhiệt là giá trị cơ bản trên trục quay cho tính toán đối xứng trục của dòng chảy và nhiệt độ.
Đối với Bi nhỏ hơn, một điều kiện đoạn nhiệt có thể được giả thiết với một sự xấp xỉ tổt.
Dưới đây là hai mục được lựa chọn riêng từng phần như những điều kiện ban đầu.
13.Các profile nhiệt độ tại đầu đùn hoặc đầu vào cụm định cỡ. 14.Các profile vận tốc tại đầu vào đầu đùn.