Entwicklung eines mathematischen Modells zur Beschreibung des Druck-/Durchsatzverhaltens einer Einschneckenplastifiziereinheit (isotherm/nichtisotherm) unter Berücksichtigung der Wandgleiteffekte

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Zur Beschreibung des Durchsatzverhaltens von Plastifizierextrudern existieren bisher mathematisch-physikalische Modelle, die unter der Voraussetzung wandhaftender Schmelze entwickelt wurden. Es gibt jedoch eine Reihe von Kunststoffschmelzen, die wandgleitend sind. Deshalb soll ein mathematisches Modell entwickelt werden, welches das Strömungsverhalten von wandgleitenden Materialien für den strukturviskosen, mehrdimensionalen, isothermen und nichtisothermen Fall beschreibt. Neben der Weiterentwicklung eines analytischen Berechnungsmodells, welches den newtonschen, eindimensionalen, isothermen Strömungsfall beschreibt, soll das Fließverhalten von wandgleitenden Polymerschmelzen in Rechteckkanälen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) analysiert werden. Auf der Basis der Ergebnisse der Berechnungen wird eine Approximationsgleichung aufgestellt. Parallel zu den theoretischen Betrachtungen sollen Experimente mit verschiedenen Verfahrensparametern und Materialien durchgeführt werden. Diese dienen der Verifizierung der vorhandenen Erkenntnisse aus den theoretischen Modellen. Eine vollständige Modellierung des Wandgleitens von Kunststoffschmelzen in Plastifizierextruder ermöglicht eine gezielte Auslegung und damit eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit bei der Entwicklung von Extruderkonzepten.