Entwicklung eines Modells zur Berechnung der initialen Aufschmelzvorgänge in gleichläufigen Doppelschneckenextrudern

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Ein umfassendes Verständnis der Vorgänge ist entscheidend für die Optimierung der Compoundierprozesse auf Doppelschneckenextrudern. Die Vielzahl und Diversität der Prozess-Eingangsgrößen tragen zur Komplexität der theoretischen Beschreibung bei, wodurch es für Anwender oft schwierig ist, die Zusammenhänge zwischen Ursache und Wirkung im Extrusionsprozess zu erkennen. Modellierungen des Maschinenverhaltens zur Berechnung der Ausgangsgrößen bieten hier Unterstützung. Ein Modellansatz, der Wärmeübertragung durch Konvektion und Kontakt zur Zylinderwand sowie den Friktionsenergie-Eintrag berücksichtigt, führt zur Entwicklung eines neuen Feststofftemperatur-Modells für die Feststoffförderzone. Nach dem Durchgang durch diese Zone gelangen die erwärmten Partikel in die Aufschmelzzone, wo eine Modellierung zur Abbildung der Erwärmungseffekte erstellt wird. Besonders die Deformation der Partikel im Zwickelbereich des Doppelschneckenextruders und die damit verbundene Temperaturerhöhung werden untersucht. Die Identifikation des initialen Aufschmelzens erfolgt durch die Bestimmung, wann die Temperatur der äußeren Schale des Feststoffpartikels die Aufschmelz- bzw. Kristallitschmelztemperatur überschreitet. Die Ergebnisse führen zu einem 2D dispersen Aufschmelzmodell, das in das Simulationsprogramm SIGMA implementiert wird.