Visualization and flow velocity determination of molten polymers

• Autorzy: Sterzyński Tomasz , Bula Karol

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2019.9.1

Warianty tytułu

PL

Wizualizacja oraz pomiar prędkości przepływu stopionych polimerów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The determination of flow vectors of molten polymer by dies and mold cavities filling is a topic of many investigations, realized by various measurement techniques. The non-direct measurements are based on temperature or pressure fields determination along the flow channels, where the sensors are usually positioned in the streaming polymers, leading to flow field disturbance. The Laser Doppler Velocimetry (LDV) is an efficient touchless measurement technique of streaming gases and liquids velocity, delivering directly values of the flow velocity and its direction. Principle and examples of LDV determined flow velo­city distribution, are presented. The direct flow lines determination maybe done by using markers with a plate-like form, scanning electron microscopy (SEM) observation of fractured product surface.

PL

Pomiar wektorów prędkości przepływu stopionych polimerów przez dysze i kanały form wtryskowych stanowi przedmiot badań prowadzonych z zastosowaniem różnych technik. Pośrednie pomiary są oparte na ocenie pola wartości temperatury lub/i ciśnienia na długości kanału, przy czym czujniki z reguły są umieszczane bezpośrednio w przepływającym polimerze, co może prowadzić do zakłóceń przepływu. Laserowa ocena przepływu z wykorzystaniem efektu Dopplera w optyce (LDV) to bardzo efektywna bezstykowa metoda pomiaru przepływu gazów i cieczy, pozwalająca na określenie prędkości i kierunku przepływu. Opisano zasady dokonywania pomiarów oraz przykłady zastosowania LDV. Bezpośrednią ocenę charakteru przepływu umożliwia wykorzystanie markerów w postaci napełniaczy płytkowych w polimerze i następnie obserwacja przełomów wyrobu za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM).

Słowa kluczowe

EN

molten polymer flow; velocity; non-direct methods; Laser Doppler Velocimetry; flow markers

PL

stopiony polimer; przepływ; metody pośrednie; laserowa ocena przepływu z wykorzystaniem efektu Dopplera w optyce (LDV); markery przepływu

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 64, nr 9
• Strony: 569--576
• Opis fizyczny: Bibliogr. 46 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Sterzyński Tomasz

• Poznan University of Technology, Institute of Materials Technology, Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland

autor

Bula Karol

• Poznan University of Technology, Institute of Materials Technology, Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Poland

Bibliografia

• [1] Speranza V., Liparoti S., Pantani R., Titomanilo G.: Materials 2019, 12 (3), 424. http://dx.doi.org/10.3390/ma 12030424
• [2] Ran S., Yuezhen B., Xigao J.: Polymer Bulletin 2018, 75, 947. http://dx.doi.org/10.1007/s00289-017-2073-4
• [3] Prociak A., Pielichowski J., Sterzyński T.: Polymer Testing 2000, 19, 705. https://doi.org/10.1016/S0142-9418(99)00042-2
• [4] Prociak A., Sterzyński T., Pielichowski J.: Polymer Engineering and Science 1999, 39, 1689. https://doi.org/10.1002/pen.11563
• [5] Karger-Kocsis J., Bárány T.: Composite Science Technology 2014, 92, 77. http://dx.doi.org/10.1016/j.compscitech.2013.12.006
• [6] Sterzyński T., Śledź I.: Polimery 2007, 52, 443.
• [7] Bassett D.C., Olley R.H.: Polymer 1994, 25, 935. http://dx.doi.org/10.1016/0032-3861(84)90076-4
• [8] Sterzynski T., Lambla M., Georgi F., Thomas M.: International Polymer Processing 1997, 12, 64. http://dx.doi.org/10.3139/217.970064
• [9] Schreiber H.P., Bagley E.B., Birks A.M.: Journal of Applied Polymer Science 1960, 4, 362. https://doi.org/10.1002/app.1960.070041214
• [10] Bagley E.B., Birks A.M.: Journal of Applied Polymer Science Physics 1960, 31, 556.
• [11] Bur A.J., Roth S.C., Spadling M.A. et al.: Polymer Engineering Science 2004, 44, 2148. https://doi.org/10.1002/pen.20221
• [12] Stasiek J.: Polimery 1996, 41, 15.
• [13] Sterzynski T.: Polimery 1999, 44, 558.
• [14] Diemer J., Chilles C., Colbert J. et al.: International Polymer Processing 1991, 26, 2475. http://dx.doi.org/10.3139/217.2475
• [15] Parker J-Y., Dong-Wook O.H.: Transaction of the Korean Society of Mechanical Engineers 2018, 42, 365. http://dx.doi.org/10.3795/KSME-B.2018.42.5.365
• [16] Wong A.C-Y., Lang Y.: Journal of Polymer Research 2008, 15, 11. http://dx.doi.org/10.1007s10965-007-9138-2
• [17] Wong A.C-Y., Zhu F., Liu R., Liu T.: Plastics, Rubber and Composites Processing and Applications 1997, 26, 336.
• [18] Wong A.C-Y., Liu T., Lam J., Zhu F.: International Polymer Processing 1999, 14, 35. https://doi.org/10.3139/217.1527
• [19] Wong A.C-Y., Liu T., Zhu F., Lam Y.: Advanced Polymer Technology 2000, 19 (1), 1. h t t p s : / / d o i . o r g / 1 0 . 1 0 0 2 / ( SI C I ) 1 0 9 8 -2329(20000117)19:1<1::AID-ADV1>3.0.CO;2-Z
• [20] Wong A.C-Y., Lam Y.: 21st M eeting o f P olymer Processing Society, Leipzig, Germany, June 19–23, 2005.
• [21] Chen H., Sundararaj U., Nandakumar K. et al.: International Polymer Processing 2004, 19, 342. http://dx.doi.org/10.3139/217.1839
• [22] Masato D., Sorgato M., Babenko M. et al.: Materials and Design 2018, 141, 286. http://dx.doi.org/10.1016/j.matdes.2017.12.048
• [23] Nabiałek J.: Przetwórstwo Tworzyw 2013, 3, 235.
• [24] Haug R., Heimerl W., Hentschel R. et al.: “Low Thermal Expansion Glass Ceramic” (Ed. Bach H.), Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1995, pp. 107–214. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-662-03083-7
• [25] Rajasekaran K., Tjong J., Nayak S.K., Sain M.: Journal of Natural Fibers 2017, 14, 634. http://dx.doi.org/10.1080/15440478.2016.1266290
• [26] Durst F., Melling A., Whitelaw J.H.: “Principles and Practice of Laser-Doppler Anemometry”, Academic Press, Cambridge 1976, p. 412.
• [27] Yeh Y., Cummins H.: Applied Physics Letters 1964, 4, 176. https://doi.org/10.1063/1.1753925
• [28] Kramer H., Meissner J.: “Rheology vol. 2. Fluids“ (Eds. Astarita G., Marrucci G., Nicolais L.), Plenum Publ., New York 1980, pp. 463.
• [29] Sterzyński T.: Polimery 1985, 30, 343.
• [30] Sterzyński T.: Polimery 1985, 30, 409.
• [31] Sterzyński T.: Polimery 1985, 30, 456.
• [32] Sterzynski T.: Polimeri 1985, 6 (7-8), 175.
• [33] Schmidt M., Wassner E., Muenstedt H.: Mechanical Time-Depend Materials 1999, 3, 371.
• [34] Wassner E., Schmidt M., Muenstedt H.: Journal of Rheology 1999, 43, 1339.
• [35] Muenstedt H., Schwetz M., Heindl M., Schmidt M.: Acta Rheologica 2001, 40, 384.
• [36] Combeaud C., Vergnes A., Merten A. et al.: Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 2007, 145, 69. http://dx.doi.org/10.1016/j.jnnfm. 2007.01.002
• [37] Schubert S., Muenstedt H.: Acta Rheologica 2008, 47, 111. http://dx.doi.org/10.1007/s00397-007-0219-2
• [38] Hertel D., Muenstedt H.: Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 2008, 153, 73. http://dx.doi.org/10.1016/j.nnfm.2007.12.004
• [39] Hertel D., Valette R., Muenstedt H.: Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 2008, 153, 82. http://dx.doi.org/10.1016/jnnfm.2007.11.010
• [40] Burghelea T., Griess H.-J., Munstedt H.: Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 2010, 165, 1093. http://dx.doi.org/10.1016/j.nnfm.2010.05.007
• [41] Banasiak A., Sterzyński T.: Polimery 2004, 49, 442.
• [42] Nguyen-Chung T., Mennig G.: Plastics Rubber and Composites 2006, 35, 418. http://dx.doi.org/10.1179/174328906X149709
• [43] Banasiak A., Błędzki A., Sterzyński T.: “Flow lines visualization by injection molding of a model system PE + talc”, Proceedings of PPS 2003 Europe-Africa Meeting of the Polymer Processing Society, 14–19 September 2003 Athens, Greece, p. 93.
• [44] Bociąga E., Jaruga T., Sterzyński T., Banasiak A.: Archives Materials Science and Engineering 2007, 28, 165.
• [45] Bociąga E., Jaruga T.: Polimery 2006, 51, 11.
• [46] Bula K., Szymańska J., Sterzyński T. et al.: Polymer Engineering and Science 2019, 59, 271. http://dx.doi.org/10.1002/pen.25047

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).