plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2025-03-30-32plasticnews-1140Research ArticleАНАЛИЗ И МЕТОДЫ РАСЧЁТАANALYSIS AND CALCULATION METHODSТеплообмен и диспергирование при течении неньютоновской композицииHeat transfer and dispersion in non-Newtonian compound flow in a converging channelБарановА. В.BaranovA. V.

Москва

Moscow

alexvbaranov@yahoo.co.ukРГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. ГубкинаРоссияGubkin RGU of Oil and Gas (NRU)Russian Federation202523072025033032Copyright © Баранов А.В., 20252025Баранов А.В.Baranov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/1140

   Исследуется течение и теплообмен неньютоновской жидкости в сходящемся канале. Основные допущения при постановке задачи были сделаны на основании низкого значения числа Рейнольдса и высокого значения числа Пекле. В качестве реологической модели используется модель Эллиса с вязкостью, зависящей от температуры и степени диспергирования наполнителя. Рассматриваются высоковязкие среды, поэтому в уравнении энергии учитывается диссипативный член. Используются тепловые граничные условия первого рода. Переменная вязкость оказывает заметное действие на поля температуры, напряжений и скорости по длине канала. Предложенная модель дала основу для инженерного метода расчета оптимального значения высоты диспергирующего зазора. Задача решена численным методом конечных разностей с использованием итераций.

   The flow and heat transfer of a non-Newtonian fluid in a converging channel is investigated. The main assumptions in the formulation of the problem were made based on the low value of the Reynolds number and the high value of the Peclet number. The Ellis model with viscosity depending on the temperature and degree of dispersion of the filler is used as a rheological model. Highly viscous media are considered, therefore the dissipative term is taken into account in the energy equation. Thermal boundary conditions of the first kind are used. Variable viscosity has a noticeable eff ect on the temperature, stress and velocity fields along the length of the channel. The proposed model provided the basis for an engineering method for calculating the optimal height of the dispersing gap. The problem is solved by the numerical finite difference method using iterations.

неньютоновская жидкостьтеплообменполимерная композициядиспергированиеnon-Newtonian fluidheat transferpolymer compounddispersingReferencesБаранов А.В. Моделирование процессов неизотермического течения и диспергирования в камере роторного резиносмесителя // Механика композиционных материалов и конструкций. 2003. Т. 9, № 3. С. 297–306.Баранов А.В. Моделирование процессов неизотермического течения и диспергирования в камере роторного резиносмесителя // Механика композиционных материалов и конструкций. 2003. Т. 9, № 3. С. 297–306.Malkin A.Ya., Baranov A.V., Balinov A.I. Modeling non-isothermal mixing in a rotor mixer // Int. Polym. Proc. 1999. Vol. 14, N 2. P. 115–121.Malkin A.Ya., Baranov A.V., Balinov A.I. Modeling non-isothermal mixing in a rotor mixer // Int. Polym. Proc. 1999. Vol. 14, N 2. P. 115–121.Баранов А.В., Дахин О.Х., Герасименко В.А. Неизотермическое диспергирующее течение резиновой смеси в камере смесителя // Каучук и резина. 1994. № 4. С. 33–36.Баранов А.В., Дахин О.Х., Герасименко В.А. Неизотермическое диспергирующее течение резиновой смеси в камере смесителя // Каучук и резина. 1994. № 4. С. 33–36.Steller R.T. Generalized slit flow of an Ellis fluid // Polym. Eng. Sci. 2001. V. 41, N 11. P. 1859–1870.Steller R.T. Generalized slit flow of an Ellis fluid // Polym. Eng. Sci. 2001. V. 41, N 11. P. 1859–1870.Ali N., Khan M. W. S. The Graetz problem for the Ellis fluid model // Zeitschrift fur Naturforschung A. 2018. N 10. P. 1–10.Ali N., Khan M. W. S. The Graetz problem for the Ellis fluid model // Zeitschrift fur Naturforschung A. 2018. N 10. P. 1–10.Белокур С.П., Торнер Р.В., Тихонов Н.Н. Энергетические характеристики процесса диспергирующего смешения // Каучук и резина. 1986. № 4. С. 21-23.Белокур С.П., Торнер Р.В., Тихонов Н.Н. Энергетические характеристики процесса диспергирующего смешения // Каучук и резина. 1986. № 4. С. 21-23.Malkin A.Ya., Baranov A.V., Viculenkova M.E. Estimation of quality of mixing // Int. Polym. Process. 1993. V. 8, N 2. P. 99–103.Malkin A.Ya., Baranov A.V., Viculenkova M.E. Estimation of quality of mixing // Int. Polym. Process. 1993. V. 8, N 2. P. 99–103.Wagenknecht U. Zur modellierung der stromungsvorgange im innenmischer unter beachtung nicht-newtonscher werkstoff eigenschaften // Plaste und Kautsch. 1987. B. 34, N 6. S. 238–241.Wagenknecht U. Zur modellierung der stromungsvorgange im innenmischer unter beachtung nicht-newtonscher werkstoff eigenschaften // Plaste und Kautsch. 1987. B. 34, N 6. S. 238–241.Yashizume Shinzi. Analysis of irregular dispersion of carbon black into polymeric material in an oval type mixer // J. Soc. Rheol., Jap. 1987. V. 15, N 3. P. 123–130.Yashizume Shinzi. Analysis of irregular dispersion of carbon black into polymeric material in an oval type mixer // J. Soc. Rheol., Jap. 1987. V. 15, N 3. P. 123–130.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.