Μαθηματική μοντελοποίηση του πίδακα αέρα στην βιομηχανική διεργασία film blowing

Abstract

Μια από τις πιο γνωστές και σημαντικές βιομηχανικές διεργασίας είναι η παραγωγή λεπτών μεμβρανών (φιλμ) από πολυμερικά υλικά με εμφύσηση αέρα ή "Film Blowing Process" (FBP). Παρόλο που η διεργασία αυτή μελετάται από το 1970 δεν υπάρχει ένα ολοκληρωμένο μαθηματικό μοντέλο το οποίο να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πλήρη περιγραφή της διεργασίας. Πιο συγκεκριμένα, κατά την παραγωγή των φιλμ, ένα πίδακας αέρα (air-jet), χρησιμοποιείται για να επιταγχύνει την ψύξη και να σταθεροποιήσει το εκβαλλόμενο φιλμ. Το πεδίο ροής του αέρα αλληλεπιδρά με το πεδίο ροής του πολυμερούς και η αλληλεπίδραση αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική για την διεργασία. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι η μαθηματική μοντελοποίηση του πεδίου ροής του αέρα και η σύζευξη τους με τις αντίστοιχες εξισώσεις που περιγράφουν το πεδίο ροής του πολυμερούς. Στηρίχθηκε στις προσωπικές σημειώσεις του επιβλέποντα, Αναπληρωτή Καθηγητή Κ. Χουσιάδα, και στο ερευνητικό του άρθρο, “A mathematical model to study the effect of the air jet in the film blowing process” το οποίο τον καιρό της ολοκλήρωσης αυτής της εργασίας (Ιούλιος 2010) βρισκόταν υπό κρίση για δημοσίευση στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό “Polymer Engineering and Science”.