Προβολή Εργασίας
ΚΥΛΙΝΔΡΩΣΗ ΙΞΩΔΟΠΛΑΣΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ: ΘΕΩΡΙΑ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ
Ε. Μητσούλης1, Σ. Σοφού1, E. Muliawan2, Σ. Χατζηκυριάκος2
1 Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων - Μεταλλουργών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο
2 Σχολή Χημικών και Βιολόγων Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Βρετανικής Κολομβίας |
ΣΥΝΤΟΜΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Η διεργασία της κυλίνδρωσης χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανίες για την παραγωγή φύλλων δεδομένου πάχους και τελικής εμφάνισης με τη διέλευσή τους ανάμεσα σε περιστρεφόμενους κυλίνδρους. Η διεργασία αναλύθηκε για πρώτη φορά πριν από 50 χρόνια περίπου, και αναφέρεται στην παροχή ρευστού από ταμιευτήρα απείρων διαστάσεων, διέλευσή του ανάμεσα από το ζεύγος των ομοίως περιστρεφόμενων κυλίνδρων, και παραγωγή επίπεδου φύλλου.
Στην περίπτωση κυλίνδρωσης με τροφοδοσία φύλλου ορισμένου πάχους, το τελικό πάχους του παραγόμενου φύλλου εξαρτάται κυρίως από τις ρεολογικές ιδιότητες του υλικού. Πολλά υλικά που χρησιμοποιούνται στην κυλίνδρωση είναι μη-Νευτωνικά, παρουσιάζοντας είτε ψευδοπλαστική (διατμητική λέπτυνση ή πάχυνση) είτε ιξωδοπλαστική (παρουσία τάσης διαρροής) συμπεριφορά. Το μοντέλο Herschel-Bulkley καλύπτει όλες αυτές τις συμπεριφορές αφού έχει τη δυνατότητα με κατάλληλη επιλογή των παραμέτρων του να περιλαμβάνει τα μοντέλα Bingham, εκθετικού νόμου ή ακόμα και το Νευτωνικό μοντέλο.
Υλικά που έχουν μελετηθεί στην παρούσα εργασία είναι ορισμένα τρόφιμα (όπως τυρί τύπου «mozarella» και ζύμη) που χρησιμοποιούνται σε διεργασίες παραγωγής τροφίμων. Τα υλικά αυτά είναι ιξωδοπλαστικά και υπακούουν το μοντέλο Herschel-Bulkley. Τα αποτελέσματα δίνουν το τελικό πάχος του φύλλου και τη ροπή περιστροφής των κυλίνδρων ως συνάρτηση της ταχύτητας περιστροφής. Όσο περισσότερο ιξωδοπλαστικό είναι το υλικό (δηλ. όσο μεγαλύτερη η τάση διαρροής του) τόσο πιο παχύ είναι το παραγόμενο φύλλο. Η θεωρητική ανάλυση βασισμένη στην προσέγγιση λίπανσης (Lubrication Approximation Theory, LAT) βρίσκεται σε συμφωνία με τα πειραματικά δεδομένα και προσφέρεται για προσομοιώσεις πρόρρησης των μεταβλητών λειτουργίας στη διεργασία της κυλίνδρωσης.
Λέξεις Κλειδιά
προσομοιώσεις, τρόφιμα, ρεολογία, ιξωδοπλαστικότητα, κυλίνδρωση
|
|
