Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 9

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  single screw extrusion
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
PL
Na podstawie badań symulacyjnych opracowano metodę zwiększania skali procesu jednoślimakowego wytłaczania tworzyw polimerowych, z zastosowaniem technik ewolucyjnych (algorytmów genetycznych). Do symulacji procesu wytłaczania stosowano program GSEM (Global Screw Extrusion Model), a do zwiększenia skali specjalnie w tym celu opracowany program GASES (Genetic Algorithms Screw Extrusion Scaling). Jako kryteria stosowano jednostkowe zużycie energii, szybkość uplastyczniania i szybkość wzrostu temperatury tworzywa. Uzyskano znaczący wzrost wydajności procesu wytłaczania.
EN
A method of scaling-up the single screw extrusion of polymeric materials has been developed based on the process simulation studies using the evolutionary techniques (genetic algorithms). The simulation tests were carried out using the GSEM extrusion simulation program, while the scaling-up was carried out on the basis of the GASES evolutionary scaling-up program specially developed for this purpose. Scaling-up has been performed according to the criteria of unit energy consumption, polymer melting rate and polymer temperature, obtaining a significant increase in extrusion throughput.
PL
Opracowano metodę zwiększania skali procesu wytłaczania jednoślimakowego z dozowaniem tworzywa przy użyciu dozownika. Badania przeprowadzono na podstawie modelu komputerowego procesu przy zastosowaniu algorytmów genetycznych (technik ewolucyjnych). Podstawę metody stanowi program symulacji procesu wytłaczania GSEM (Global Screw Extrusion Model), który jest źródłem danych do optymalizacji, oraz specjalnie opracowany program zwiększania skali procesu GASES ST (Genetic Algorithm Screw Extrusion Scaling for Starve). Prace dotyczyły zmiany skali z poziomu wytłaczarki o średnicy ślimaka D=45 mm do poziomu wytłaczarki o D=60 mm, przy zachowaniu takiego samego stosunku L/D. Na podstawie symulacji zoptymalizowano szybkość obrotową ślimaka wytłaczarki, temperaturę poszczególnych stref układu uplastyczniającego i szybkość dozowania. Proces przeprowadzono wg kryterium minimalnego jednostkowego zużycia energii, maksymalnej szybkości uplastyczniania i najniższej temperatury tworzywa na wyjściu z głowicy.
EN
A method of scaling up the starve fed single screw extrusion of polymers has been developed. The research was carried out on the basis of a computer model of the process with the use of genetic algorithms (evolutionary techniques). The basis of the method is the GSEM (Global Screw Extrusion Model) extrusion simulation program, which is the source of data for optimization, and the specially developed GASES ST (Genetic Algorithm Screw Extrusion Scaling for Starve) program. The work involved changing the scale from the extruder with the screw diameter D=45 mm to the extruder with D=60 mm, while maintaining the same L/D ratio. Based on the simulation, the rotational screw speed, the temperature of individual zones of the plasticizing unit and the feeding rate were optimized. Scaling up was carried out according to the criteria of energy unit consumption, polymer melting rate and die temperature.
PL
Na podstawie modelu komputerowego procesu z zastosowaniem technik ewolucyjnych opracowano metodę optymalizacji wytłaczania jednoślimakowego tworzyw polimerowych z dozowanym zasilaniem wytłaczarki. Podstawą metody jest program symulacji procesu wytłaczania z dozowanym zasilaniem GSEM oraz specjalnie w tym celu zbudowany program optymalizacyjny GASEO. Program GSEM stanowi źródło pozyskiwania danych do optymalizacji, a program GASEO jest narzędziem optymalizacji. Wykonano badania symulacyjne wytłaczania z dozowanym zasilaniem oraz przeprowadzono optymalizację wybranych parametrów wytłaczania – prędkości obrotowej ślimaka i długości strefy dozowania ślimaka – z zastosowaniem kryterium maksymalnej wydajności i minimalnej mocy procesu. Wyniki optymalizacji symulacyjnej zestawiono z wynikami optymalizacji doświadczalnej i wskazano na zalety badań symulacyjnych. Stwierdzono, że optymalizacja wytłaczania (a także innych procesów przetwórczych) na podstawie badań doświadczalnych jest nieefektywna, a alternatywą może być optymalizacja wykorzystująca badania symulacyjne procesu z zastosowaniem technik ewolucyjnych.
EN
Optimization method for starve fed single screw extrusion has been developed based on the computer model of the process and using evolutionary techniques. The method is based on the starve fed single screw extrusion simulation program GSEM and especially developed to this aim optimization program GASEO. Program GSEM is the source of optimization data, and program GASEO is the optimization tool. Simulation studies have been performed on the starve fed single screw extrusion, and optimization of the selected process parameters, screw rotational speed and screw metering section length has been carried out from the point of view maximum extrusion throughput and minimum power consumption. The results of simulation optimization have been compared with the experimental optimization, indicating the advantages of simulation studies. It has been concluded that optimization based on experimental research is ineffective and the optimization of extrusion based on simulation tests using evolutionary techniques can be a suitable alternative in this regard.
PL
Wykonano badania optymalizacyjne procesu wytłaczania jednoślimakowego tworzyw polimerowych z dozowanym zasilaniem wytłaczarki. Przeprowadzono doświadczalną optymalizację wybranych parametrów wytłaczania: prędkości obrotowej ślimaka i długości strefy dozowania ślimaka według kryteriów maksymalnej wydajności i minimalnego natężenia prądu silnika wytłaczarki. Stwierdzono, że optymalizacja na podstawie badań doświadczalnych jest kosztowna i czasochłonna. Wstępnie zaproponowano optymalizację wytłaczania na podstawie badań symulacyjnych procesu z użyciem technik ewolucyjnych (algorytmów genetycznych). W tym celu zastosowano opracowany program symulacji wytłaczania GSEM. Wyniki badań optymalizacyjnych na podstawie specjalnie zbudowanego programu optymalizacji ewolucyjnej GASEO zostaną przedstawione w części drugiej artykułu.
EN
Optimization studies have been performed on the starve fed single screw extrusion of polymeric materials. Experimental optimization of the selected process parameters, screw rotation speed and screw metering section length has been performed from the point of view maximum extrusion output and minimum current intensity of the extruder motor. It has been stated that experimental optimization is extremely expensive and time consuming. Optimization based on the process simulation and using evolutionary techniques (genetic algorithms) has been initially proposed. Extrusion simulation software GSEM has been used to this aim, and the optimization program GASEO has been developed to optimize the process. The results of optimization have been presented in the second part of the paper.
EN
Simulation and experimental tests of single screw extrusion of wood plastic composite (WPC) based on the polypropylene (PP) matrix were carried out. The rheological properties of the composite were determined on the basis of measurements of the pressure and material flow rate during extrusion. Recently developed computer model for simulating the single screw extrusion of wood plastic composites was applied which has been modified by extending its computing capabilities to calculations based on the power law rule. This computer model allows two-variant modeling the material melting depending on the wood flour content. The results of simulation were verified experimentally, and it was found that the results of simulations and measurements were in a good agreement. Smaller discrepancies were observed in the case of the use of one-dimensional model of melting.
PL
Wykonano badania symulacyjne i doświadczalne wytłaczania za pomocą wytłaczarki jednoślimakowej kompozytu polimerowo-drzewnego na osnowie polipropylenu (PP). Na podstawie pomiarów ciśnienia i natężenia przepływu podczas wytłaczania określono właściwości reologiczne kompozytu i opisano je prawem potęgowym. Badania symulacyjne wykonano z wykorzystaniem nowo opracowanego modelu komputerowego wytłaczania kompozytów drzewnych, rozwiniętego w tej pracy na potrzeby modelowania z wykorzystaniem prawa potęgowego. Model ten umożliwia dwuwariantowe modelowanie uplastyczniania kompozytu w zależności od zawartości mączki drzewnej. Na drodze weryfikacji stwierdzono dobrą zgodność wartości obliczonych i uzyskanych doświadczalnie. Mniejsze rozbieżności wystąpiły w wypadku zastosowania jednowymiarowego modelu uplastyczniania.
PL
Przeprowadzono badania optymalizacyjne procesu wytłaczania jednoślimakowego tworzyw polimerowych. Doświadczalnej optymalizacji wybranych parametrów wytłaczania, prędkości obrotowej ślimaka i długości strefy dozowania ślimaka dokonano wg kryterium maksymalnej wydajności i minimalnego natężenia prądu silnika wytłaczarki. Ze względu na duży koszt i czasochłonność takiej procedury zaproponowano optymalizację bazującą na badaniach symulacyjnych procesu wykorzystujących techniki ewolucyjne (algorytmy genetyczne) z zastosowaniem programu symulacji wytłaczania GSEM. Wyniki badań optymalizacyjnych na podstawie specjalnie w tym celu zbudowanego programu optymalizacji ewolucyjnej GASEO zostaną przedstawione w drugiej części artykułu.
EN
Optimization studies have been performed on single screw extrusion of polymers. Experimental optimization of the selected process parameters, screw rotation speed and screw metering section length has been performed from the point of view of maximum extrusion output and minimum current intensity of the extruder motor. Because experimental optimization is extremely expensive and time consuming, the process simulation using evolutionary techniques (Genetic Algorithms) has been proposed. Extrusion simulation software GSEM has been used for that purpose, and the optimization program GASEO has been developed to optimize the process. The results of optimization will be presented in the second part of the paper.
PL
Opracowano metodę optymalizacji wytłaczania jednoślimakowego tworzyw polimerowych na podstawie modelu komputerowego procesu z zastosowaniem technik ewolucyjnych (algorytmów genetycznych). Wykorzystano program symulacji procesu wytłaczania GSEM (Global Screw Extrusion Model) stanowiący źródło danych do optymalizacji oraz, specjalnie w tym celu opracowany, program optymalizacji ewolucyjnej GASEO – narzędzie optymalizacji. Na podstawie badań symulacyjnych dokonano optymalizacji wybranych parametrów wytłaczania – prędkości obrotowej ślimaka i długości strefy dozowania ślimaka – wg kryterium maksymalnej wydajności i minimalnej mocy procesu.
EN
Optimization method for single screw extrusion has been developed basedon the computer model of the process using evolutionary techniques (GeneticAlgorithms). The single screw extrusion simulation program GSEM (Global ScrewExtrusion Model) and the evolutionary optimization program GASEO, especiallydesigned for this purpose, were used. Program GSEM was the source ofoptimization data, and program GASEO was the optimization tool. On the basis ofsimulation studies the selected parameters of extrusion process – screw speedand screw metering section length – were optimized from the viewpoint ofmaximum extrusion output and minimum power consumption.
PL
Przedstawiono zagadnienie modelowania wytłaczania jednoślimakowego polimerowych kompozytów drzewnych z dozowanym zasilaniem wytłaczarki. Wykonano badania symulacyjno-doświadczalne wytłaczania kompozytu drzewnego na osnowie polipropylenu. Zastosowano klasyczny ślimak trójstrefowy. Na podstawie modelu komputerowego wytłaczania z dozowanym zasilaniem wykonano obliczenia symulacyjne uplastyczniania kompozytu, rozkładu ciśnienia i temperatury kompozytu oraz stopnia wypełnienia ślimaka. Wyniki symulacji potwierdzono doświadczalnie. Stwierdzono, że ślimak wypełnia się całkowicie tworzywem jedynie w końcowej części wytłaczarki, przed głowicą wytłaczarską, i tylko wtym obszarze jest generowane ciśnienie. Wielkość obszaru całkowitego wypełnienia ślimaka zależy od stosunku natężenia przepływu do prędkości obrotowej ślimaka. Wypełnienie ślimaka się zwiększa, gdy rośnie natężenie przepływu tworzywa (przy stałej prędkości obrotowej ślimaka) lub gdy maleje prędkość obrotowa ślimaka (przy stałym natężeniu przepływu tworzywa). Ciśnienie rośnie ze wzrostem natężenia przepływu tworzywa, a profil ciśnienia jest dobrze przewidywany.
EN
The paper discusses the numerical modeling of starve-fed single screw extrusion of wood-polymer composites. Simulation and experimental studies on the extrusion of wood-polypropylene composite have been performed using classical three-zone screw. Using a computer model of the process, the simulation calculations of polymer plasticization, pressure and temperature profiles as well as screw filling have been carried out and validated experimentally. It was found that the screw is fully filled with the polymer only in the end part of the extruder, before the extrusion die, and the pressure is generated only in this region. The size of the fully filled region of the screw depends on the ratio of the flow rate to the screw speed. The screw filling increases with an increase in the polymer flow rate (at the constant screw speed) or with a decreasein the screw speed (at the constant flow rate). The pressure increases with increasing flow rate, and the pressure profile is well predicted.
9
Content available remote Modelowanie MES przepływu stopionych polimerów w procesie wytłaczania
PL
Przedstawiono zagadnienienie modelowania MES przepływu tworzyw w wytłaczarkach jednoślimakowych i dwuślimakowych. Zaproponowano metodę implementacji charakterystyk przepływowych ślimaków do budowy całościowych modeli procesu wytłaczania.
EN
FEM modeling is presented for single and twin screw extrusion. Implementation of screw pumping characteristics obtained through FEM simulation is proposed to develop composite extrusion models.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.