СОКОЛЬСЬКИЙ О. Л.

Сортировать по умолчанию названию
  • Зварювання у виготовленні полімерних плівкових паковань

    Розглянуто технології та обладнання для зварювання полімерних пакувальних плівок і стрічок (методи зварювання поширених пакувальних матеріалів) під час виготовлення паковань.

    Переглянути
  • Особливості течії розплаву поліетилену в прямокутному каналі

    Проаналізовано характеристики течії розплаву поліетилену низької густини в каналі прямокутного перерізу за різних температур. Показано вплив бічних стінок каналу на розподіл швидкостей.

    The flow of low density polyethylene melt in rectangular channel at different temperatures is analyzed. Influence of channel walls on velocity field is showed.

    Переглянути
  • Вплив температури розплаву поліетилену низької густини на гідравлічні радіуси прямокутних каналів

    Розглянуто вплив температури розплаву поліетилену низької густини марки П-2010-В на величини реологічних радіусів прямокутних циліндричних каналів. Представлено порівняння гідравлічних і реологічних радіусів каналів за різних температур.

    Influencing of temperature of fusion of polyethylene of low density П-2010-В is examined on the sizes of reologycal radiuses of the rectangular cylindrical ducting. Comparison of hydraulic and reologycal radiuses of ducting is presented at different temperatures.

    Переглянути
  • Вплив пристінних ефектів на характеристики потоку неньютонівських рідин

    Наведено результати експерименту, проведеного на розплаві поліетилену високої густини в циліндричних каналах некруглої форми, мета якого полягала у визначенні впливу пристінних ефектів матеріалу на величину гідравлічного радіуса.

    Experiment results shown in this article obtained from the flux of high density polyethylene in cylindrical nonround tubes, that object was – to find out wall’s effects of material on hydraulic radius influences.

    Переглянути
  • Вплив температури розплавів полімерів на реологічні параметри в прямокутних каналах

    Досліджується вплив температури поліетиленів низької й високої густини та удароміцного полістиролу на величини гідравлічних радіусів при течії розплавів полімерів у прямокутних каналах. Експериментально доведено неінваріантність кривих течії досліджених полімерів відносно радіусів каналів.

    Influencing of temperature of polyethylene of low density is explored, polyethylenes of high density and blow-durable polystirol on the sizes of hydraulic radiuses at the flow of fusions of polymers in the rectangular ducting. Non-invariance of curves of flow of investigational polymers in relation to the radiuses of ducting is experimentally showed.

    Переглянути
  • Особливості реологічної поведінки полімерів

    Гідравлічний радіус широко використовують у гідравліці, щоб оцінювати опір і розраховувати канали некруглої форми. Але його застосування не завжди може забезпечити інваріантність реологічних характеристик відносно геометричних розмірів каналу. У статті доведено недопустимість застосування гідравлічного радіуса для розрахунку течії неньютонівських рідин у каналах некруглого перерізу й визначення їхніх реологічних характеристик.

    Hydraulic radius is widely used in hydraulics for estimation of resistance and calculation of nonround-form channels. But usage of hydraulic radius not always can provide the invariance of rheological characteristics relative to geometrical dimensions of channel. The objective of this article is estimation of acceptability of use of hydraulic radius for calculation of non-Newtonian liquids flow in nonround-form channels and determination of their rheological characteristics.

    Переглянути
  • Метод зведення до інваріантного виду кривих течії розплавів полімерів, неінваріантних відносно гідравлічного радіуса каналу

    Криві течії полімерів, необхідні при гідравлічних розрахунках полімерного устаткування, визначають методами капілярної віскозиметрії на круглих або плоскощілинних каналах. У статті пропонується метод зведення до інваріантного виду кривих течії полімерів, неінваріантних відносно гідравлічного радіуса каналу, зокрема, із метою використання віскозиметричних даних при розрахунках некруглих каналів.

    The curve currents of polymers necessary at hydraulic calculations of the polymeric equipment, define by methods of capillary viscosimetry on round or plane-split channels. In article the method of the  curves  current  polymers reduction , not invariant concerning hydraulic radius of the channel, to an invariant kind, in particular, for use possibility the viscosimetry data is offered at calculations of not round channels.

    Переглянути
  • Дослідження процесу екструзійного формування полімерів з урахуванням ефекту пристінного ковзання

    Здійснено числове моделювання з використанням експериментальних даних течії полімерних розплавів на ділянках каналів з урахуванням умови пристінного ковзання. Наведено закономірності розподілу швидкостей і тиску залежно від швидкості пристінного ковзання, показано доцільність використання уточнених межових умов.

    The numeral design with the use of experimental information of flow of polymeric fusions in the areas of ducting taking into account the condition of the wall sliding is conducted. Some conformities to the natural laws of division of speeds and pressure are resulted depending on speed of the wall sliding, rotined expedience of the use of the specified border conditions.

    Переглянути
  • Розроблення скінченноелементної математичної моделі пружнов’язкопластичних середовищ із змінною стисливістю при термосилових навантаженнях

    На базі моментної схеми скінчених елементів побудовані універсальні співвідношення механіки суцільних середовищ, що дозволяють моделювати термонапружений стан і процеси перероблення й формування таких нелінійних робочих середовищ, як розплави полімерів, сипкі й пластичні маси, у вироби з урахуванням процесів тверднення і впливу залишкових напружень на властивості кінцевих виробів. Це дозволяє на сучасному рівні виконувати розрахунки міцності й жорсткості конструкцій, розробляти нові технологічні процеси перероблення матеріалів з урахуванням взаємодії з елементами обладнання.

    Переглянути
  • ЗМІШУВАННЯ РОЗПЛАВІВ ТЕРМОПЛАСТІВ У ЧЕРВ’ЯЧНОМУ ЕКСТРУДЕРІ

    Здійснено чисельне моделювання змішування в черв’ячному каналі екструдера та динамічного змішувача бар’єрного типу. Наведено результати моделювання, що дозволяють дослідити динаміку зміни темпера-тур під час течії полімерів у змішувальних елементах та вибирати оптимальні параметри змішувальних елементів та/чи технологічні режими змішування.

    Mixing processes are important in the processing of polymeric materials, because the quality of mixing directly determines the quality of the product [1]. For science-based structural design of extrusion mixing equipment is im-portant to know the basic patterns of mixing processes that occur in its various structural zones.
    In many cases, the quality of mixing is estimated by the following integral indicators, as the accumulated defor-mation, time, shear stress, etc. [1-4]. Usually these indicators do not always allow for a full understanding of the mixing process. Unresolved part of the scientific problem forecast performance polymer mixing equipment is inves-tigating the complexity of quantifying [3]. For straight mixing quality criterion accept concentration dispersed ma-terial in the dispersion environment [4]. If input component compositions with different temperatures such criteria may be uniformity of temperature field. Research data are devoted to the numerical modeling of the mixing process by finite element method [5, 6], based on a mathematical model [4].
    The purpose of research is to study the dynamics of the mixing process of polymer composites in screw extruder with a dynamic mixer barrier type.
    The process of mixing considered in the zone and in the batching screw dynamic mixing barrier type for three dis-persed variants introducing material into the dispersion environment. The criteria of efficiency of mixing polymers made the change the concentration of dispersed material in the dispersion medium and changes temperature uni-formity of the mixture.
    The numerical study of mixing two polymers with different versions of the introduction dispersed material in the dispersion environment. Simulation results show that the introduction of dispersed material in the dispersion envi-ronment at the core of a rotating screw is almost twice as fast, than when it is introduction at fixed external cylin-der. To further improve the effectiveness of confusing extruder is advisable to use mixers barrier type. Using as criteria the mixing changes the distribution of concentration and temperature differences mixture showed the effec-tiveness of assessment processes of mixing of polymer composites in educational version Ansys Academic Teaching.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕРМОМЕХАНІЧНОГО СТАНУ ОХОЛОДЖУВАНИХ ПОЛІМЕРНИХ ТРУБ

    Розглянуто результати числового моделювання температурних полів і полів напружень у стінці полімер-них труб двох типорозмірів (90, SDR 6 і 63, SDR 9) за різних умов охолодження. Показано, що двосто-роннє охолодження труб (особливо за участі води як холодоагенту), не лише інтенсифікує процес охоло-дження, але й може призвести до виникнення в їхніх стінках значних механічних напружень, що негативно впливатиме на якість екструдованих труб.

    It is known, what even at the same process of processing of polymer the packaging density of its macromolecules can change depending on parameters of processing, in particular from speed of a melt cooling. Thus depending on parameters of technological process, in particular from temperature of processing and speed of cooling operational properties of a product can change essentially. Especially it is characteristic for crystal or partially crystal poly-mer, in particular for polyethylene, during its melt cooling when the polymer temperature changes in a wide range: from temperature above temperature of melting (hardening) to temperature surrounding environments.
    In this article results of numerical modeling of temperature fields and fields of pressure in a wall of polymeric pipes of two standard sizes (D=90 mm, SDR 6 and D=63 mm, SDR 9) are considered under different refrigerating condi-tions. Cooling processes at unilateral external cooling of a pipe by water, bilateral external and internal cooling of a pipe by water, and also the bilateral combined cooling (outside by water, inside by air) are investigated. It is shown that bilateral cooling of pipes (especially by water as a coolant), not only intensifies cooling process, but also can lead to occurrence in walls of pipes of considerable mechanical stresses which will negatively influence quality of received pipes.
    Thus, if during cooling a formed polymeric product residual stresses exceed admissible stress, in polymer arise an external and internal defect (macro and micro cracks, bowls, leakages, etc.) that worsens indicators of quality of a received product.
    The least stress arise under condition of unilateral cooling which at the same time provides considerable duration of process of cooling, and, hence, and considerable floor spaces under cooling baths. Therefore the most effective from the point of view «intensity of cooling and residual pressure» is the bilateral combined cooling (water and air cooling).
    It is necessary to notice that the resulted researches concern a case when polymer before the cooling beginning already has cooled down more low from the hardening temperature. In a case when cooling of the formed product occurs from temperature which exceeds the hardening temperature of polymer, it is necessary to consider process-es, characteristic for a mode of polymer hardening.

    Переглянути
  • ЕФЕКТ РОЗБУХАННЯ ПІД ЧАС ЕКСТРУЗІЙНОГО ФОРМУВАННЯ ПОЛІМЕРНИХ ПРОФІЛІВ

    Досліджено ефект розбухання під час екструзійного формування полімерних профілів, визначено залежно-сті розподілу швидкостей зсуву та лінійних швидкостей за довжиною профілю, проаналізовано залежність коефіцієнта розбухання від коефіцієнта налипання.

    When designing the forming heads for production of profile-molded products must be considered patterns of mani-festation of elastic recovery polymer melt and the degree of slip on the walls of the forming tool.
    The study aims to account for the influence of viscoelastic properties of polymer melts at changing the structure of the flow after the forming of the channel, which in turn leads to the need for change as a process of extrusion pro-cess parameters and structural dimensions of the forming tool.
    When designing extrusion dies the elastic properties of the melt, i.e. the ability of the melt to store an imposed de-formation elastically (memory fluid) are generally not considered.
    The elastic properties bring about effects, however, that are important for the design of the die.
    Neglecting the elasticity of a melt can lead to relatively large errors in the computation of the pressure loss, demonstra-tion this with an example of flow of a high molecular and hence highly elastic PE-HD through a blow molding head.
    The effect of viscoelastisity on the results in even more pronounced in the computation of the extrudate swelling.
    Extrusion swelling phenomenon is expanding jet of polymer melt exits the forming tool. Expanding the jet may be due to two factors. The first is the manifestation of the elastic properties of the liquid. The second - a restructuring velocity profile in the transition from the regime of fluid flow to Poiseuille flow with a free surface. Tanner showed that the expansion of the jet is the interaction of both mechanisms.
    In the production of polymer products by extrusion cross-section extruded polymer jet is increased compared to the channel cross-section profiling, which affects the final size and shape of the product. In technological practice, evaluate the effect of swelling ratio of extrudate diameter to the diameter of the forming channel. In the extrusion of complex profiles heterogeneity swelling of various elements of the intersection due to the fact that in different parts forming channels are different tensions that is the cause of viscoelastic deformation of various sizes. This may lead to a distortion of the profile up to a total inability to obtain the desired product configuration using a forming tool with a specific configuration forming channels.
    In this article is shown that viscoelastic properties of polymers in the simulation of the flow at the outlet of the ex-truder forming tool allows you to calculate the change in cross-section extruded molded products.
    Also built graphics of speed, pressure and flow stress viscoelastic fluid at the outlet of the extruder forming tool.

    Переглянути
  • ОСОБЛИВОСТІ ТЕЧІЇ В’ЯЗКОПРУЖНОЇ РІДИНИ В ДИCКОВОМУ ЗАЗОРІ ЕКСТРУДЕРА

    Досліджено течію в’язкоеластичної рідини у вісесиметричному каналі дискового екструдера. Розраховано технологічні параметри екструзії в’язкопружних рідин із високим числом Вайсенберга.

    Disk-shaped gap extruders have higher plasticizing and homogenizing power than screw extruders, but the forming pressure which they develop is lower. Therefore, they are mainly used as mixers or granulators for loading the prep-aration material into the screw extruder. The operation principle of disk-shaped extruder based on the use of emerg-ing into a viscoelastic material the stress normal to the shear rate.
    This article conducted numerous experiments which allow us to estimate qualitatively and quantitatively the Weissenberg effect that occurs when the flow of polymer melts is viscoelastic. The viscoelastic fluid flow in axisymmetrical channel disk-shaped extruder is research. Numerical experiments have allowed calculating the ex-trusion technological parameters of viscoelastic liquid at a high Weissenberg number more accurately.

    Переглянути
  • Дослідження плавлення полімеру в каналі черв’ячного екструдера

    Шляхом числового моделювання одержано розподіли температури та в’язкості матеріалу в зоні плавлення гранульованого полімеру. Досліджено еволюцію руйнування й плавлення пробки гранул і визначено основні фактори впливу на ці процеси.

    Переглянути
  • Моделювання плавлення полімеру в каналі черв’ячного екструдера

    Розроблено уточнені моделі плавлення полімеру в каналі черв’ячного екструдера, що базуються на поділі процесу на два етапи: руйнування завдяки бародифузії поверхневого шару твердої пробки, що переходить у шар текучої суміші з твердої і рідкої фаз, і плавлення твердої частини в об’ємі суміші під дією дисипативної теплоти.

    Переглянути
  • Змішування розплавів термопластів у коаксіальному зазорі

    Досліджено залежність ефективності змішування полімерів у коаксіальному зазорі від співвідношення в’язкості дисперсійного середовища й диспергованого матеріалу для двох варіантів обертового руху циліндрів.

    Переглянути
  • ВПЛИВ КОНСТРУКТИВНИХ І ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРОЦЕСУ ФОРМУВАННЯ ТЕРМОПЛАСТІВ НА ЯКІСТЬ ЕКСТРУДОВАНОЇ ПРОДУКЦІЇ

    Розглянуто процеси екструзійного формування безперервних виробів із термопластичних матеріалів та устатковання для їх реалізації. Проаналізовано проблеми, що виникають під час екструзійного формування, і засобів їх усунення, запропоновано шляхи  удосконалення існуючих формувальних пристроїв. 


    Meeting the needs of geometric complicated articles of plastic is impossible without optimizing design and process parameters of equipment and processes of polymers and compositions with their use. Ultimate parameters of the polymeric and composite production are takes into forming tool.

    In the design of the forming equipment we must consider that its working channels can has different geometry and processed material – different hydrodynamic and thermal regimes. All of these parameters bound to change the rheological properties of the processed material.

    The aim of the paper is to analyze the main factors that affect the quality of the process of polymer products extrusion forming, and means to eliminate defects in extruded products.

    For high speed extrusion the conditions for achieving marginal adhesion strength can be created and defective surface arise as a result of highly turbulence. This phenomenon is predicted to achieve a theoretical or experimentally determined critical shear rate. Typically, this problem can be eliminated by reducing the rate of extrusion, increasing the temperature in the forming extrusion die channels, and by addition of external lubricants into the polymer.

    For compensation of these effects a new extrusion die design was proposed, which structural elements can absorb vibrations occurring. Annular extrusion die contains a matrix that forms the outer surface of the polymer product, and mandrel, forms the inner surface of the product and which the input and output parts consists. The output parts of the matrix and mandrel are fixed in the moving part of mandrel support, and creates a channel for the melt flow with the output area, and besides the matrix and the output of the mandrel can move back and forth along the axis relative to the fixed part mandrel support with changing of the channel length for the melt flow. In matrix elastic and damping elements are placed that transmit force from it on the cover. The melt was included in the die, enters in the channel between the output mandrel part and the input part, and forms a pressure drop, which leads to the formation of an axial force that moves the matrix of the original part mandrel and moving parts of the mandrel support relatively fixed part of the mandrel support. The length of the channel increases, and the pressure in the die starts to decrease. Matrix, moving in the axial direction, passes through the efforts of the lid damper that reduces the speed of movement, and the spring that tries to take the matrix to its original position. As the process is continuous, as the matrix of the input part of the mandrel takes reciprocates, thereby absorbing pulsation.


    Переглянути
  • ДВОСТАДІЙНЕ ТЕРМОУСІДАННЯ ПОЛІПРОПІЛЕНОВОЇ ТЕРМОУСАДНОЇ ПЛІВКИ

    Наведено результати експериментальних досліджень двостадійного термоусідання поліпропіленової термоусадної плівки. Визначено залежності коефіцієнта усідання поліпропіленової плівки в поперечному та поздовжньому напрямках від температури. Порівняно одно- і двостадійне термоусідання.


    Shrinkage called polymer films capable to contract under the influence of a temperature exceeding the softening temperature of the polymer. Different polymers have different properties at shrink, among which the most important is the shrink degree (shrink coefficient) and shrink stress. Shrink coefficient determines the multiplicity of reducing the linear dimensions shrink film, so that it gets the ability to tightly encircle the products subject to packaging, reproducing its outer contours.

    The process of packaging products in shrink film consists of two phases: formation package by sealing it in shrink film; shrinkage of the film through its blowing hot air. Hot air is blowing of package realizing by heat chamber or by heat tunnel.

    The aim of the paper is to investigate the shrink coefficient polypropylene film in the transverse and longitudinal directions, depending on the process temperature.

    During the implementation of the shrink method in case the object is subjected packing, sharp transitions or sharp edges possible undesirable deformation and/or damage to the object itself, or injury (up to fracture) packaging film (that is destroying the integrity of the package), it would be appropriate to use a two-step incremental shrinkage. Stepwise shrinkage was carried out in two stages: the first stage of the film was in the heat chamber 2 s, and at the next shrink stage – 5 s. In carrying out the experiment was seen addiction at the time that the first shrink stage exceeding 2 s, the relaxation of the film makes it almost fully realized and further shrinkage is negligible. After finishing shrinkage processes coefficient determined after the first stage and the overall shrink and total in the transverse and longitudinal directions, depending investigated transverse and longitudinal coefficients shrink temperature.

    A comparison of the experimentally obtained graph of the one-step and two-step in shrink follows that when shrink film at one stage, shrink ratio is increasing with increasing operating temperature, whereas the two-stage shrink biggest factor shrink was obtained at a temperature 170oC . The total shrink degree in two-stage process is almost the same as in the one-step shrink.


    Переглянути