بررسی تأثیر زاویه پیچ اکسترودر تک پیچه بر عملکرد پمپاژ آن در سیّالات نیوتنی و غیر نیوتنی

در این تحقیق اثر زاویه پیچ و عمق کانال بر دبی جریان یک سیال نیوتنی و یک سیال غیر نیوتنی دما ثابت تراکم ناپذیر در اکسترودر تک پیچه بررسی شده است. در این تحقیق از افت فشار صرف نظر شده و تنها نیروی محرکه درون اکسترودر، نیروی درگ است. به این منظور کانال اکسترودر به دو صورت کانال مستقیم و مارپیچ در نظر گرفته شده است. شبیه­سازی کانال مستقیم توسط نرم­افزار فلوئنت برای سیال نیوتنی انجام گرفت و نتایج با حل تحلیلی در چندین زاویه مقایسه شد. در مرحله بعد یک گام کانال مارپیچ کم عمق برای سیال نیوتنی مورد بررسی قرار گرفت و با حل تحلیلی در زاویه­های مختلف و در رینولدز­های پایین مقایسه شد. بررسی­ها دامنه­ی صحت رابطه تحلیلی را در رینولدز­های مختلف نشان داد. نتایج نشان دادند که در رینولدز های کم­­تر از 10­ و نسبت عمق کانال به شعاع کم­تر از 0.2 حل عددی و تحلیلی نتایج یکسانی در سیالات نیوتنی دارند. بنابراین در این بازه می­توان از حل تحلیلی برای محاسبه زاویه بهینه، محاسبه دبی، توزیع سرعت، توزیع تنش برشی و پارامتر­های دیگر استفاده کرد. نتایج مطالعه سیال غیر نیوتنی نشان می­دهند که دبی پمپاژ اکسترودر در زوایای کم پیچ برای سیال غیر نیوتنی بیش از مورد نیوتنی و در زوایای بالاتر کم­تر می­باشد.